基本信息
- 项目名称：
- 高强度光致发光IPC复合材料的研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本工作通过口模拉伸等工艺，制备出高强度光致发光抗冲共聚聚丙烯（IPC）复合材料。经测试，其拉伸强度得到大幅度提高，且具有良好的功能收缩特性和光致发光特性。另外，通过SEM和DSC对其亚微观形态、熔融与结晶行为进行了观察与研究。
- 详细介绍：
- 通用高分子材料的高性能化和功能化是近年来研究的热点之一。抗冲共聚聚丙烯（IPC）因其主链为C-C键，具有很高的理论弹性模量和拉伸强度，但实际材料的模量和强度仅为理论值的千分之一。本工作通过口模拉伸等工艺，制备出高强度光致发光抗冲共聚聚丙烯（IPC）复合材料，将通用高分子材料的高性能化和功能化于一身，在大幅度提高材料的拉伸性能的同时，赋予材料光致发光特性。 另外，本工作对其拉伸性能及功能收缩特性进行了测试，对其亚微观形态、熔融与结晶行为进行了研究。结果表明，随着拉伸比（λ）的增大，拉伸强度和收缩率明显提高，分别可达393.64MPa和95%。通过SEM形态观察可知，随着λ的提高，原纤轮廓逐渐清晰，直径变小，纤维结构愈加完善。结晶形态由球晶转变为纤维状晶，这是材料力学性能大幅度提高的根本原因。从DSC熔融曲线看出，λ越大，熔融峰面积越大，结晶度愈高。表明存在应力诱导的结晶过程。此外，这种高强度的IPC复合材料的光致发光时间大于20h。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的：通过口模拉伸工艺，制备高强度光致发光抗冲共聚聚丙烯（IPC）复合材料，并对其结构与性能进行研究，撰写相应的论文。 基本思路：首先经过单螺杆挤出机制得原丝，然后再通过口模拉伸工艺，制备出单丝，并对其结构、性能进行分析、表征。
科学性、先进性及独特之处
- 本作品集通用高分子材料的高性能化和功能化于一身，在大幅度提高材料的拉伸性能的同时，赋予材料光致发光特性。材料的拉伸强度提高19倍以上，遇热具有功能收缩特性，且经1000lx的光照射10min，20h后，肉眼可见。 另外，口模拉伸工艺使高模量材料的生产效率大大提高，并实现了连续化操作。 以铝酸盐为主要成份的新型长余辉光致发光材料具有优异的耐光性和耐持久性，无毒无害，不具有任何放射性。
应用价值和现实意义
- 该作品可吸收紫外光及各种可见光并于暗处发光，有非常高的拉伸强度，通常为丝状，可应用于指示、装饰等领域。由于具有遇热收缩的功能特性，也可用于建筑物安全门遇火灾自动开启等。成本低廉，应用广泛，安全、环保、低碳、无污染，市场前景广阔。
学术论文摘要
- 本工作通过口模拉伸等工艺，制备出高强度光致发光抗冲共聚聚丙烯（IPC）复合材料，并对其拉伸性能及功能收缩特性进行了测试，对其亚微观形态、熔融与结晶行为进行了研究。结果表明，随着拉伸比（λ）的增大，拉伸强度和收缩率明显提高，分别可达393.64MPa和95%。SEM形态观察可知，随着λ的提高，原纤轮廓逐渐清晰，直径变小，纤维结构愈加完善。结晶形态由球晶转变为纤维状晶，这是材料力学性能大幅度提高的根本原因。此外，这种高强度的IPC复合材料的光致发光时间大于20h。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- 1 Taraiya A K, Mirza M S, Mohanraj J, et al. Production and properties of highly oriented polyoxymethylene by die-drawing[J]. Journal of Appplied Polymer Science, 2003, 88(2): 1268-1278 2 Mohanraj J, Barton D C, Sell G C, et al. The effect of strain rate on the die-drawing of polyoxymethylene at elevated temperatures[J]. Journal De Physique, 2006, 134(3): 1231-1237 3 Tan H S, Li L, Chen Z N, et al. Phase morphology and impact toughness of impact polypropylene copolymer [J]. Polymer, 2005, 46(10): 3522-3527. 4 谭洪生, 谢侃, 刘文华, 侯斌, 上官勇强, 郑强. 抗冲共聚聚丙烯的结晶与相形态[J]. 高分子学报, 2006, (12): 1106-1111 5 王澜, 覃瑛瑛, 张旭峰. 塑料发光材料的研究[J]. 上海塑料, 2005, 03: 22-26 6 谭洪生, 李正民, 益小苏. 口模拉伸高取向聚乙烯材料的研究[J]. 合成树脂及塑料, 2007, 24(5): 69-71 7 Polec I, Hine P J, Bonner M J, Ward I M, Barton D C. Die drawn wood polymer composites. I. Mechanical properties[J]. Composites Science and Technology, 2010, 70: 45–52
同类课题研究水平概述
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