隨米-陜西理工學(xué)院土木工程專業(yè)—學(xué)年第二學(xué)期《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》(A卷)試題及參考答案

1、:期日試考題號(hào)一一三四五六七八九十總分得分閱卷人科目：?鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理?土建系土木工程專業(yè)09級(jí):號(hào)學(xué):名姓:級(jí)班:名系k_lB.格構(gòu)柱剪切變形的影響D.綴材剪切變形的影響x-x,虛軸為y-y,應(yīng)根據(jù)B確C.九0y=?uyD.強(qiáng)度條件陜西理工學(xué)院測試試卷A20212021學(xué)年第2學(xué)期、選擇題共20分,每題1分1 .鋼材的設(shè)計(jì)強(qiáng)度是根據(jù)鋼材的A確定的.A.比例極限B.彈性極限C.屈服點(diǎn)D,抗拉強(qiáng)度2 .鋼材在低溫下,強(qiáng)度A、塑性_B,沖擊韌性B.A.提升B.下降C.不變D.可能提升也可能下降3 .局部焊透坡口焊縫的強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)按B強(qiáng)度計(jì)算公式計(jì)算.A.坡口焊縫B.角焊縫C.斷續(xù)焊縫D.斜焊縫4 .

2、無集中荷載作用時(shí),焊接工字梁翼緣與腹板焊縫主要承受C作用A.豎向剪力B.豎向剪力及水平剪力聯(lián)合作用C.水平剪力D.壓力5 .焊接剩余應(yīng)力對(duì)構(gòu)件的A無影響.A.靜力強(qiáng)度B.剛度C.低溫冷脆D.疲勞強(qiáng)度6 .高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接和承壓型連接主要區(qū)別是A.A.預(yù)拉力不同B.連接處構(gòu)件接觸面的處理方法不同C.采用的材料等級(jí)不同D.設(shè)計(jì)計(jì)算方法不同7 .下列圖所示彎矩M作用下的普通螺栓連接,可認(rèn)為中和軸在螺栓CtA.1B.3C.5D.計(jì)算確定8 .為提升軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定,在構(gòu)件截面面積不變的情況下,構(gòu)件截面的形式應(yīng)使其面積分布B.A.盡可能集中于截面的形心處B.盡可能遠(yuǎn)離形心C.任意分布,無影響D

3、.盡可能集中于截面的剪切中央9 .兩端較接的雙軸對(duì)稱十字形截面軸心受壓構(gòu)件,繞其兩主軸的長細(xì)比九x和九y不得小于5.07b/t,以預(yù)防其發(fā)生.A.彎曲屈曲B.彎扭屈曲C.扭轉(zhuǎn)屈曲D.彎曲屈曲和側(cè)扭屈曲10 .提升軸心受壓構(gòu)件腹板局部穩(wěn)定常用的合理方法是_D.A.增加板件寬厚比B.增加板件厚度C.增加板件寬度D.設(shè)置縱向加勁肋11 .格構(gòu)式軸心受壓柱整體穩(wěn)定計(jì)算時(shí),用換算長細(xì)比九ox代替這是考慮xx_D.A.格構(gòu)柱彎曲變形的影響C.綴材彎曲變形的影響12 .雙肢格構(gòu)式軸心受壓柱,實(shí)軸為定分肢間的距離.A.xyB.0yx13 .梁的最小高度是由梁的C限制的2.高強(qiáng)度螺栓承壓型連接剪切變形大,不得用

4、于承受荷載的結(jié)構(gòu)中A.強(qiáng)度B.建筑要求3.實(shí)際軸心受壓構(gòu)件臨界力低于理想軸心受壓構(gòu)件臨界力的主要原因有初彎C.剛度D.整體穩(wěn)定曲、初偏心和剩余應(yīng)力的影響14.焊接工字形截面梁腹板設(shè)置加勁肋的目的是D.A.提升梁的抗彎強(qiáng)度B.提升梁的抗剪強(qiáng)度4 .計(jì)算單軸對(duì)稱截面實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件繞對(duì)稱軸設(shè)為y軸的穩(wěn)定時(shí),應(yīng)取考慮C.提升梁的整體穩(wěn)定TtD.提升梁的局部穩(wěn)定性15 .焊接工字形截面簡支梁,其他條件均相同的情況下,當(dāng)D時(shí),對(duì)于提升梁的整體穩(wěn)定最好.A.增大梁的受壓翼緣寬度B.增大梁受拉翼緣寬度C.增大腹板厚度D.在距支座l/61為跨度減小受壓翼緣寬度16 .工字型截面梁受壓翼緣保證局部穩(wěn)定的寬厚比

5、限值,Q235鋼為b1/tE15,那么對(duì)于Q345扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的換算長細(xì)比Ayz代替九y查表確定中值.5 .對(duì)于梁腹板,設(shè)置橫向加勁肋對(duì)預(yù)防*引起的局部失穩(wěn)有效,設(shè)置縱向加勁肋對(duì)預(yù)防受壓引起的局部失穩(wěn)有效.6 .梁的腹板加勁肋作為腹板的可靠支承,所以對(duì)加勁肋的截面尺寸和剛度有一定要求.鋼,此寬厚比限值應(yīng)C7 .組合鋼梁截面高度確實(shí)定,由建筑要求確定最大高度;A.比15小B,仍等于15C.比15大D.可能大于15,也可能小于1517 .梁承受固定集中荷載作用,當(dāng)局部承壓強(qiáng)度不能滿足要求時(shí),采用一B_是較合理的措施.A.加厚翼緣B.在集中荷載處設(shè)置支承加勁肋C.增加橫向加勁肋的數(shù)量D.加厚腹板18 .

6、單軸對(duì)稱截面的壓彎構(gòu)件,一般宜使彎矩B0A.繞非對(duì)稱軸作用B.繞對(duì)稱軸作用C.繞任意軸作用D.視情況繞對(duì)稱軸或非對(duì)稱軸作用二、填空題共15分,每空1分1.由于鋼材強(qiáng)度高,一般鋼構(gòu)件的截面小而壁薄,受壓時(shí)易為和要求所限制,強(qiáng)度難以得到充分的利用.用鋼經(jīng)濟(jì)確定經(jīng)濟(jì)高度.8 .承受靜力荷載的焊接工字梁,當(dāng)腹板高厚比兒/tw至170/235fy時(shí),利用腹板屈曲后強(qiáng)度,腹板可不配置橫向加勁肋.9 .實(shí)腹式壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)的整體穩(wěn)定計(jì)算公式采用原那么確定,格構(gòu)式壓彎構(gòu)件繞虛軸在彎矩作用平面內(nèi)的整體穩(wěn)定計(jì)算公式采用原那么確定.三、計(jì)算題共70分鋼材的彈性模量E=2.06X105MPaQ235鋼強(qiáng)度設(shè)計(jì)

7、值：厚度tw16mm時(shí),f=215MPa,%=125MPa；厚度t在1640mm時(shí),f=205MPa,fv=120MPa.1 .節(jié)點(diǎn)構(gòu)造如下圖,鋼材Q235B,焊條E43型,手工焊接(fj=160MPa),高強(qiáng)度螺栓采用摩擦型連接,螺栓為8.8級(jí)M22,孔徑23.5mm,P=150kN,接觸面噴砂后涂無機(jī)富鋅漆,N=0.35,連接承受白靜力荷載N=400kN,驗(yàn)算焊縫和螺栓連接強(qiáng)度是否滿足要求.(20分)正面角焊縫強(qiáng)度增大系數(shù))=1.22.2 .焊接工字形截面簡支梁,截面如下圖,鋼材Q235B,跨中設(shè)置一道側(cè)向支撐,梁承受均布荷載的設(shè)計(jì)值為q=60kN/m包括自重,驗(yàn)算此梁的抗彎、抗剪強(qiáng)度和整

8、體穩(wěn)定是否滿足設(shè)計(jì)要求假設(shè)整體穩(wěn)定不滿足要求,在不改變梁截面尺寸的情況下采取什么舉措可提升梁的整體穩(wěn)定性,計(jì)算說明.22分0.282:b=1.07Pb=1.15,駕W；1Jb235公Wxhl(4.4hjfyx=1.05y=1.203 .驗(yàn)算如下圖格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定,鋼材Q235B.23分肢1肢238.41961.6構(gòu)件承受的彎矩和軸壓力設(shè)計(jì)值分別為Mx=1550kNm、N=1520kN;計(jì)算長度分別為l0x=20.0m,10y=12.0m；口儂=0次=1.0；其他條件如下:九102030405060708090100110p0.9920.9700.9360.8990.8560.8070.

9、7510.6880.6210.5550.493分肢1:A1=14140mm2,I1=3.167x107mm4,i1=46.1mm,iy1=195.7mm分肢2:A2=14220mm2,I2=4.174x107mmi2=54.2mm,iy2=223.4mm綴條體系采用設(shè)有橫綴條的單系綴條體系,其軸線與柱分肢軸線交于一點(diǎn),夾角為45o綴條為L140x90x8,A=1804mm2-mxMxNxAW；x1-0.8fNtxMxyAbW1x704070100彎曲強(qiáng)度/MPa121715252540一3 .熱性能PE受熱后,隨溫度的升高,結(jié)晶局部逐漸熔化,無定形局部逐漸增多.其熔點(diǎn)與結(jié)晶度和結(jié)晶形態(tài)有關(guān).H

10、DPE勺熔點(diǎn)約為125137C,MDPE勺熔點(diǎn)約為126134C,LDPE勺熔點(diǎn)約為105115C.相對(duì)分子質(zhì)量對(duì)PE的熔融溫度根本上無影響.PE的玻璃化溫度Tg隨相對(duì)分子質(zhì)量、結(jié)晶度和支化程度的不同而異,而且因測試方法不同有較大差異,一般在-50C以下.PE在一般環(huán)境下韌性良好,耐低溫性耐寒性優(yōu)良,PE的脆化溫度Tb約為-80-50C,隨相對(duì)分子質(zhì)量增大脆化溫度降低,如超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯的脆化溫度低于-140CoPE的熱變形溫度Th?較低,不同PE的熱變形溫度也有差異,LDPE勺為3850C0.45MPa,下同,MDPE勺為5075C,HDPE勺為6080c.PE的最高連續(xù)使用溫度不算太

11、低,LDPE約為82100C,MDPEE勺為105121C,HDP助121C,均高于PS和PVCPE的熱穩(wěn)定性較好,在惰性氣氛中,其熱分解溫度超過300CoPE的比熱容和熱導(dǎo)率較大,不宜作為絕熱材料選用.PE的線脹系數(shù)約在1530x10-5K1之間,其制品尺寸隨溫度改變變化較大.幾種PE的熱性能見表1-2.表1-2幾種PE熱性能性能LDPELLDPEHDPE超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯熔點(diǎn)/C105115120125125137190210熱降解溫度氮?dú)?C300300300300熱變形溫度0.45MPa/C3850507560807585脆化溫度/C-80-50-100-75-100-70-140

12、-70線性膨脹系數(shù)/X10-5K11624一1116一比熱容/J(kgK)-122182301一19252301一熱導(dǎo)率/W-(m-K)-10.35一0.42一4.電性能PE分子結(jié)構(gòu)中沒有極性基團(tuán),因此具有優(yōu)異的電性能,幾種PE的電性能見表1-3.PE的體積電阻率較高,介電常數(shù)和介電損耗因數(shù)較小,幾乎不受頻率的影響,因而適宜于制備高頻絕緣材料.它的吸濕性很小,小于0.01%質(zhì)量分?jǐn)?shù),電性能不受環(huán)境濕度的影響.盡管PE具有優(yōu)良的介電性能和絕緣性,但由于耐熱性不夠高,作為絕緣材料使用,只能到達(dá)Y級(jí)工作溫度090CO表1-3聚乙烯的電性能性能LDPELLDPEHDPE超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯體積電阻率

13、/Qcm1016；10161016；1017介電常數(shù)/Fm1(106Hz)2.252.352.202.302.302.352.35介電損耗因數(shù)106Hz0.00050.00050.00052045701828355.化學(xué)穩(wěn)定性PE是非極性結(jié)晶聚合物,具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性.室溫下它能耐酸、堿和鹽類的水溶液,如鹽酸、氫氟酸、磷酸、甲酸、醋酸、氨、氫氧化鈉、氫氧化鉀以及各類鹽溶液包括具有氧化性的高鈕酸鉀溶液和重銘酸鹽溶液等,即使在較高的濃度下對(duì)PE也無顯著作用.但濃硫酸和濃硝酸及其他氧化劑對(duì)聚乙烯有緩慢侵蝕作用.PE在室溫下不溶于任何溶劑,但溶度參數(shù)相近的溶劑可使其溶脹.隨著溫度的升高,PE結(jié)晶逐漸

14、被破壞,大分子與溶劑的作用增強(qiáng),當(dāng)?shù)竭_(dá)一定溫度后PE可溶于脂肪姓:、芳香峪鹵代姓等.如LDPE能溶于60c的苯中,HDP睢溶于8090c的苯中,超過100c后二者均可溶于甲苯、三氯乙烯、四氫蔡、十氫蔡、石油醴、礦物油和石蠟中.但即使在較高溫度下PE仍不溶于水、脂肪族醇、丙酮、乙醴、甘油和植物油中.PE在大氣、陽光和氧的作用下易發(fā)生老化,具體表現(xiàn)為伸長率和耐寒性降低,力學(xué)性能和電性能下降,并逐漸變脆、產(chǎn)生裂紋,最終喪失使用性能.為了預(yù)防PE的氧化降解,便于貯存、加工和應(yīng)用,一般使用的PE原料在合成過程中已參加了穩(wěn)定劑,可滿足一般的加工和使用要求.如需進(jìn)一步提升耐老化性能,可在PE中添加抗氧劑和光

15、穩(wěn)定劑等.6.衛(wèi)生性PE分子鏈主要由碳、氫構(gòu)成,本身毒性極低,但為了改善PE性能,在聚合、成型加工和使用中往往需添加抗氧劑和光穩(wěn)定劑等塑料助劑,可能影響到它的衛(wèi)生性.樹脂生產(chǎn)廠家在聚合時(shí)總是選用無毒助劑,且用量極少,一般樹脂不會(huì)受到污染.PE長期與脂肪姓、芳香姓、鹵代姓類物質(zhì)接觸容易引起溶脹,PE中有些低相對(duì)分子質(zhì)量組分可能會(huì)溶于其中,因此,長期使用PE容器盛裝食用油脂會(huì)產(chǎn)生一種蠟味,影響食用效果.1.1.2 聚乙烯的分類聚乙烯的生產(chǎn)方法不同,其密度及熔體流動(dòng)速率也不同.按密度大小主要分為低密度聚乙烯LDPE、線型低密度聚乙烯LLDPE、中密度聚乙烯MDPE、高密度聚乙烯HDPE.其中線性低密

16、度聚乙烯屬于低密度聚乙烯中的一種,是工業(yè)上常用的聚乙烯,其他分類法有時(shí)把MDPBS類于HDPE或LLDPE按相對(duì)分子質(zhì)量可分為低相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯、普通相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯、超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯.按生產(chǎn)方法可分為低壓法聚乙烯、中壓法聚乙烯和高壓法聚乙烯.1 .低密度聚乙烯英文名稱：Lowdensitypolyethylene,簡稱LDPE低密度聚乙烯,又稱高壓聚乙烯.無味、無臭、無毒、外表無光澤、乳白色蠟狀顆粒,密度0.9100.925g/cm3,質(zhì)輕,柔性,具有良好的延伸性、電絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性、加工性能和耐低溫性可耐-70C,但力學(xué)強(qiáng)度、隔濕性、隔氣性和耐溶劑性較差.分子結(jié)構(gòu)不夠規(guī)整,結(jié)晶

17、度較低55%-65%,熔點(diǎn)105115C.LDPE可采用熱塑性成型加工的各種成型工藝,如注射、擠出、吹塑、旋轉(zhuǎn)成型、涂覆、發(fā)泡工藝、熱成型、熱風(fēng)焊、熱焊接等,成型加工性好.主要用作農(nóng)膜、工業(yè)用包裝膜、藥品與食品包裝薄膜、機(jī)械零件、日用品、建筑材料、電線、電纜絕緣、吹塑中空成型制品、涂層和人造革等.2 .高密度聚乙烯英文名稱：HighDensityPolyethylene,簡稱HDPE高密度聚乙烯,又稱低壓聚乙烯.無毒、無味、無臭,白色顆粒,分子為線型結(jié)構(gòu),很少有支化現(xiàn)象,是典型的結(jié)晶高聚物.力學(xué)性能均優(yōu)于低密度聚乙烯,熔點(diǎn)比低密度聚乙烯高,約125137C,其脆化溫度比低密度聚乙烯低,約-10

18、0-70C,密度為0.9410.960g/cm3.常溫下不溶于一般溶劑,但在脂肪姓:、芳香姓:和鹵代姓:中長時(shí)間接觸時(shí)能溶脹,在70c以上時(shí)稍溶于甲苯、醋酸中.在空氣中加熱和受日光影響發(fā)生氧化作用.能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕.吸水性小,具有良好的耐熱性和耐寒性,化學(xué)穩(wěn)定性好,還具有較高的剛性和韌性,介電性能、耐環(huán)境應(yīng)力開裂性亦較好.HDPEM采用注射、擠出、吹塑、滾塑等成型方法,生產(chǎn)薄膜制品、日用品及工業(yè)用的各種大小中空容器、管材、包裝用的壓延帶和結(jié)扎帶,繩纜、魚網(wǎng)和編織用纖維、電線電纜等.3 .線性低密度聚乙烯英文名稱：LinearLowDensityPolyethylene,簡稱LLDPE線形低

19、密度聚乙烯被認(rèn)為是“第三代聚乙烯的新品種,是乙烯與少量高級(jí)口-烯姓;(如丁烯-1、己烯-1、辛烯-1、四甲基戊烯-1等)在催化劑作用下,經(jīng)高壓或低壓聚合而成的一種共聚物,為無毒、無味、無臭的乳白色顆粒,密度0.9180.935g/cm3.與LDPE相比,具有強(qiáng)度大、韌性好、剛性大、耐熱、耐寒性好等優(yōu)點(diǎn),且軟化溫度和熔融溫度較高,還具有良好的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性,耐沖擊強(qiáng)度、耐撕裂強(qiáng)度等性能.并可耐酸、堿、有機(jī)溶劑等.LLDPE可通過注射、擠出、吹塑等成型方法生產(chǎn)農(nóng)膜、包裝薄膜、復(fù)合薄膜、管材、中空容器、電線、電纜絕緣層等.由于不存在長支鏈,LLDPE的65%70%用于制作薄膜.4 .中密度聚乙烯英

20、文名稱：Mediumdensitypolyethylene,簡稱MDPE中密度聚乙烯是在合成過程中用a-烯姓:共聚,限制密度而成.MDPE勺密度為0.9260.953g/cm3,結(jié)晶度為70%80%,平均相對(duì)分子質(zhì)量為20萬,拉伸強(qiáng)度為824MPa斷裂伸長率為50%60%,熔融溫度126135C,熔體流動(dòng)速率為0.135g/10min,熱變形溫度(0.46MPa)4974C.MDPEft突出的特點(diǎn)是耐環(huán)境應(yīng)力開裂性及強(qiáng)度的長期保持性.MDP皿用擠出、注射、吹塑、滾塑、旋轉(zhuǎn)、粉末成型加工方法,生產(chǎn)工藝參數(shù)與HDPEffiLDPF相似,常用于管材、薄膜、中空容器等.5 .超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯英文

21、名稱：ultra-highmolecularweightpolyethylene,簡稱UHMWPE超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯沖擊強(qiáng)度高,耐疲勞,耐磨,是一種線型結(jié)構(gòu)的具有優(yōu)異綜合性能的熱塑性工程塑料.具相對(duì)分子質(zhì)量到達(dá)300600萬,密度0.9360.964g/cm3,熱變形溫度0.46MPa85C,/點(diǎn)130136C0UHMWPH相對(duì)分子質(zhì)量高而具有其他塑料無可比較的優(yōu)異性能,如耐沖擊、耐磨損、自潤滑性、耐化學(xué)腐蝕等性能,廣泛應(yīng)用于機(jī)械、運(yùn)輸、紡織、造紙、礦業(yè)、農(nóng)業(yè)、化工及體育運(yùn)動(dòng)器械等領(lǐng)域,其中以大型包裝容器和管道的應(yīng)用最為廣泛.另外,由于超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯優(yōu)異的生理惰性,已作為心臟瓣膜、

22、矯形外科零件、人工關(guān)節(jié)等在臨床醫(yī)學(xué)上使用,而且,超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯耐低溫性能優(yōu)異,在-40C時(shí)仍具有較高的沖擊強(qiáng)度,甚至可在-269C下使用.超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯纖維的復(fù)合材料在軍事上已用作裝甲車輛的殼體、雷達(dá)的防護(hù)罩殼、頭盔等；體育用品上已制成弓弦、雪橇和滑水板等.由于超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯熔融狀態(tài)的粘度高達(dá)108Pas,流動(dòng)性極差,其熔體流動(dòng)速率幾乎為零,所以很難用一般的機(jī)械加工方法進(jìn)行加工.近年來,通過對(duì)普通加工設(shè)備的改造,已使超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯由最初的壓制-燒結(jié)成型開展為擠出、吹塑和注射成型以及其他特殊方法的成型.6 .茂金屬聚乙烯茂金屬聚乙烯mPE近年來迅速開展的一類新型高

23、分子樹脂,具相對(duì)分子質(zhì)量分布窄,分子鏈結(jié)構(gòu)和組成分布均一,具有優(yōu)異的力學(xué)性能和光學(xué)性能,已被廣泛應(yīng)用于包裝、電氣絕緣制品等.1.1.3 聚乙烯的成型加工PE的熔體粘度比PVC低,流動(dòng)性能好,不需參加增塑劑已具有很好的成型加工性能.前文已介紹了各類聚乙烯可采用的成型加工方法,下面主要介紹在成型過程中應(yīng)注意的幾個(gè)問題.聚乙烯屬于結(jié)晶性塑料,吸濕小,成型前不需充分枯燥,熔體流動(dòng)性極好,流動(dòng)性對(duì)壓力敏感,成型時(shí)宜用高壓注射,料溫均勻,填充速度快,保壓充分.不宜用直接澆口,以防收縮不均,內(nèi)應(yīng)力增大.注意選擇澆口位置,預(yù)防產(chǎn)生縮孔和變形.PE的熱容量較大,但成型加工溫度卻較低,成型加工溫度確實(shí)定主要取決于

24、相對(duì)分子質(zhì)量、密度和結(jié)晶度.LDPEft180c左右,HDPE在220c左右,最高成型加工溫度一般不超過280c.熔融狀態(tài)下,PE具有氧化傾向,因而,成型加工中應(yīng)盡量減少熔體與空氣的接觸及在高溫下的停留時(shí)間.PE的熔體粘度對(duì)剪切速率敏感,隨剪切速率的增大下降得較多.當(dāng)剪切速率超過臨界值后,易出現(xiàn)熔體破裂等流動(dòng)缺陷.制品的結(jié)晶度取決于成型加工中對(duì)冷卻速率的限制.不管采取快速冷卻還是緩慢冷卻,應(yīng)盡量使制品各局部冷卻速率均勻一致,以免產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,降低制品的力學(xué)性能.收縮范圍和收縮值大一般成型收縮率為1.5%5.0%,方向性明顯,易變形翹曲,冷卻速度宜慢,模具設(shè)冷料穴,并有冷卻系統(tǒng).軟質(zhì)塑件有較淺的側(cè)

25、凹槽時(shí),可強(qiáng)行脫模.1.1.4 聚乙烯的改性聚乙烯屬非極性聚合物,與無機(jī)物、極性高分子相容性弱,因此其功能性較差,采用改性可提升PE勺耐熱老化性、高速加工性、沖擊強(qiáng)度、粘接性、生物相容性等性質(zhì).常用的改性方法包括物理改性和化學(xué)改性.1 .物理改性物理改性是在PES體中參加另一組分無機(jī)組分、有機(jī)組分或聚合物等的一種改性方法.常用的方法有增強(qiáng)改性、共混改性、填充改性.1增強(qiáng)改性增強(qiáng)改性是指填充后對(duì)聚合物有增強(qiáng)效果的改性.參加的增強(qiáng)劑有玻璃纖維、碳纖維、石棉纖維、合成纖維、棉麻纖維、晶須等.自增強(qiáng)改性也屬于增強(qiáng)改性的一種.自增強(qiáng)改性.所謂自增強(qiáng)就是使用特殊的加工成型方法,使得材料內(nèi)部組織形成伸直鏈晶

26、體,材料內(nèi)部大分子晶體沿應(yīng)力方向有序排列,材料的宏觀強(qiáng)度得到大幅度提升,同時(shí)分子鏈有序排列將使結(jié)晶度提升,從而使材料的強(qiáng)度進(jìn)一步提升,由于所形成的增強(qiáng)相與基體相的分子結(jié)構(gòu)相同,因而不存在外增強(qiáng)材料中普遍存在的界面問題.如采用超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯UHMPEf維增強(qiáng)LDPE在加熱加壓成型的條件下,可以形成良好的界面,最大限度發(fā)揮基體和纖維的強(qiáng)度.纖維增強(qiáng)改性.纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料由于具有比強(qiáng)度高、比剛度高等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用.如采用經(jīng)KH-550f禺聯(lián)劑處理的長玻璃纖維LGF與P電合制備的PLG版合材料,當(dāng)LG參加量為30%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))、長度約為35m耐,復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度分別為5

27、2.5MP麗52kJ/mr晶須改性.晶須的參加能夠大幅度提升HDP材料的力學(xué)性能,包括短期力學(xué)性能及耐長期蠕變性能.晶須對(duì)HDP材料的增強(qiáng)作用主要?dú)w因于它們之間的良好界面粘接,同時(shí)剛性的晶須那么能夠承當(dāng)較大的外界應(yīng)力使復(fù)合材料的模量得到納米粒子增強(qiáng)改性.少量無機(jī)剛性粒子填充PET同時(shí)起到增韌與增強(qiáng)的作用.如將外表處理過的納米SO粒子填充mLLDPE-LDPESO納米粒子均勻分散于基材中,與基材形成牢固的界面結(jié)合,當(dāng)填充質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%時(shí),拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率分別提升了13.7MPaffi174.9%.(2)共混改性共混改性主要目的是改善PE勺韌性、沖擊強(qiáng)度、粘接性、高速加工性等各種缺陷,使其具有

28、較好的綜合性能.共混改性主要是向PES體中參加另一種聚合物,如塑料類、彈性體類等聚合物,以及不同種類的P三間進(jìn)行共混.PES列的共混改性.單一組分的PE0E往很難滿足加工要求,而通過不同種類P互間的共混改性可以獲得性能優(yōu)良的PEM料.如通過LDPEfLLDPEe混,解決了LDP超大量添加阻燃劑和抗靜電劑等助劑造成力學(xué)性能急劇降低的問題；LLDPEfHDPEe混后可以提升產(chǎn)品的綜合性能.P電彈性體的共混改性.彈性體具有低的外表張力、較強(qiáng)的極性、突出的增韌作用,因此與PEft混后,既能保持PE勺原有性能,同時(shí)也可以制備出具有綜合優(yōu)良性能的PE=如LDPE聚烯姓:彈性體(POE)共混物,當(dāng)POE勺質(zhì)

29、量分?jǐn)?shù)為3O%時(shí),共混體系的拉伸強(qiáng)度到達(dá)最大值,為21.5MPa.PEf塑料的共混改性.聚乙烯具有良好的韌性,但制品的強(qiáng)度和模量較低,與工程塑料等共混可提升復(fù)合體系的綜合力學(xué)性能.但PER這類高聚物的界面問題也是影響其共混物性能的主要原因,因此通常需要參加界面相容劑以提升共混物的力學(xué)性能.(3)填充改性填充改性是在PES質(zhì)中參加無機(jī)填料或有機(jī)填料,一方面可以降低本錢到達(dá)增重的目的,另一方面可提升PE勺功能性,如電性能、阻燃性能等,但同時(shí)對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)性能和加工性能帶來一定程度的影響.無論是無機(jī)填料還是有機(jī)填料,填料與PES體的相容性和界面粘接強(qiáng)度是PEM充改性必須面臨的問題,而PE1非極性化

30、合物,與填料相容性差,因此,必須對(duì)填料進(jìn)行外表處理.填料的外表處理一般采用物理或化學(xué)方法進(jìn)行處理,在填料外表包覆一層類似于外表活性劑的過渡層,起“分子橋的作用,使填料與基體樹脂間形成一個(gè)良好的粘接界面.常用的填料外表處理技術(shù)有：外表活性劑或偶聯(lián)劑處理技術(shù)、低溫等離子體技術(shù)、聚合填充技術(shù)和原位乳液聚合技術(shù)等.PE填充木粉、淀粉、廢紙粉、滑石粉、碳酸鈣等一類填料,不僅可以改善P曲勺性能,同時(shí)也具有十分重要的健康環(huán)保意義.2.化學(xué)改性化學(xué)改性的方法主要有接枝改性、共聚改性、交聯(lián)改性、氯化及氯磺化改性和等離子體改性處理等方法.其原理是通過化學(xué)反響在P附子鏈上引入其他鏈節(jié)和功能基團(tuán),由此提升材料的力學(xué)性

31、能、耐侯性能、抗老化性能和粘接性能等.1接枝改性接枝改性是指將具有各種功能的極性單體接枝到PK鏈上的一種改性方法.接枝改性后的PW但保持了其原有特性,同時(shí)又增加了其新的功能.常用的接枝單體有丙烯酸AA、馬來酸酊MA、馬來酸鹽、烯基雙酚所1和活性硅油等.接枝改性的方法主要有溶液法、固相法、熔融法、輻射接枝法、光接枝法等.2共聚改性共聚改性是指通過共聚反響將其他大分子鏈或官能團(tuán)引入到P劭子鏈中,從而改變PE勺根本性能.主要改性品種有乙烯-丙烯共聚物塑料、EVA乙烯-丁烯共聚物、乙烯-其他烯姓：如辛烯POE環(huán)烯姓:共聚物、乙烯-不飽和酯共聚物EAAEMAA、EEAEMAEMMAEMAH等.通過共聚反

32、響,可以改變大分子鏈的柔順性或使原來的基團(tuán)帶有反響性官能團(tuán),可以起到反響性增容劑的作用.3交聯(lián)改性交聯(lián)改性是指在聚合物大分子鏈間形成了化學(xué)共價(jià)鍵以取代原來的范德華力,由此極大地改善了諸如耐熱性、耐磨性、彈性形變、耐化學(xué)藥品性及耐環(huán)境應(yīng)力開裂性等一系列物理化學(xué)性能,適于作大型管材、電纜電線以及滾塑制品等.聚乙烯的交聯(lián)改性方法包括過氧化物交聯(lián)化學(xué)交聯(lián)、高能輻射交聯(lián)、硅烷接枝交聯(lián)、紫外光交聯(lián).4氯化及氯磺化改性氯化聚乙烯是聚乙烯分子中的仲碳原子被氯原子取代后生成的一種高分子氯化物,具有較好的耐候性、耐臭氧性、耐化學(xué)藥品性、耐寒性、阻燃性和優(yōu)良的電絕緣性.主要用作聚氯乙烯的改性劑,以改善聚氯乙烯抗沖擊性能,氯化聚乙烯本身還可作為電絕緣材料和地面材料.氯磺化聚乙烯是聚乙烯經(jīng)過氯化和氯磺化反響而制得的具有高飽和結(jié)構(gòu)的特種彈性材料,屬于高性能橡膠品種.具結(jié)構(gòu)飽和,無發(fā)色基團(tuán)存在,涂膜的抗氧性、耐油性、耐候性、耐磨性和保色性能優(yōu)異,且耐酸堿和化學(xué)藥品的腐蝕,已廣泛應(yīng)用于石油、化工等行業(yè).(5)等離子體改性處理等離子體是由局部