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影响高聚物结晶速度的因素很多,目前在降温速度,高聚物的拉伸、剪切对结晶速度的影响,这些方面已经有了深入的研究;而高聚物与基质的界面性质,基质的表面粗糙度,基质的散热速度对高聚物结晶速度的影响,这些方面的研究还没有太多的涉及,可以说是一个全新的研究领域,对其进行研究具有深远的理论和现实意义。本文以高密度聚乙烯(HDPE)为例,着重研究了HDPE与基质的界面性质,基质的表面粗糙度,基质的散热速度对HDPE静态等温结晶速度的影响。全文的主要工作如下: 1.详细介绍了高分子材料,HDPE的应用前景,聚乙烯的主要性质,高聚物结晶过程中结晶速度对制品性能的影响以及影响结晶速度的因素,介绍了高聚物结晶的基础理论知识以及研究结晶的几种常见的方法,介绍了表面能和粘附功的概念及测量计算。 2.完成了实验台的搭建,包括Cell(放置实验样品的恒温容器)的设计,底座及支架的设计,简单阐述了流量计的选择,电热管的设计,主控电路的设计及工作原理等等。 3.介绍了数字图像概念,MATLAB图像类型、颜色模型及各模型之间的转换。提出了用图像灰度变化表征结晶速度的方法,用实验验证了此方法的可行性,并得出实验结论:在相同温度下,HDPE在铝、黄铜、不锈钢不同材质平板上静态等温结晶,其结晶速度为在铝板上最快,在不锈钢板上最慢。在实验初期提出了影响结晶速度的可能因素——HDPE与平板的界面能,并计算得到了界面能的大小。 4.介绍用测量光通量变化表征HDPE的结晶速度的方法。讲述了激光形成的基本条件及阈值条件,激光器的结构形式以及实验用到的PR—102智能多通道光度计。以此方法做实验得出结论——在110℃下,HDPE在铝、黄铜、不锈钢不同材质平板上静态等温结晶,其结晶速度为在铝板上最快,在不锈钢板上最慢。结合实验提出了影响HDPE静态等温结晶速度的可能因素:HDPE与不同的基质有不同的界面能;基质的散热速度;基质的表面粗糙度。用实验检验了上述的可能因素,得到了以下两个结论:(1)、HDPE在不同基质上的静态等温结晶速度与基质的散热速度,基质的表面粗糙度有很大的关系,而与HDPE与基质的界面能关