天然氣汽車燃料罐內(nèi)襯材料的加工及性能研究

【摘要】：隨著壓縮天然氣汽車的推廣應(yīng)用，其燃料罐材料的要求也不斷提高。本研究以馬來酸酐接枝低密度線性聚乙烯（LLDPE-g-MAH）為對象，通過滾塑成型和注塑成型的加工方式，參考壓縮天然氣汽車內(nèi)襯材料的工作狀況對LLDPE-g-MAH進(jìn)行無氧熱老化，結(jié)合靜載拉伸試驗(yàn)和動態(tài)疲勞試驗(yàn)等方法研究薄壁LLDPE-g-MAH的防水性、熱穩(wěn)定性以及力學(xué)性能，考察其作為新一代壓縮天然氣汽車燃料罐高分子內(nèi)襯材料的潛能，同時探索研究LLDPE-g-MAH材料本身的物理性能。結(jié)果表明：LLDPE-g-MAH適用于注射成型和滾塑成型工藝。注塑LLDPE-g-MAH的屈服應(yīng)力為9.9MPa，斷裂強(qiáng)度為13MPa，延伸率為446.7%，楊氏模量約為248MPa，經(jīng)無氧老化后拉伸性能指標(biāo)無明顯變化，經(jīng)過200N-20N的107次非對稱循環(huán)應(yīng)力機(jī)械老化后，拉伸性能保持穩(wěn)定。滾塑成型試樣的屈服應(yīng)力為17MPa，斷裂強(qiáng)度為5.4MPa，延伸率為71%，楊氏模量約為457MPa，在老化后拉伸性能降低。注塑LLDPE-g-MAH在10Hz、循環(huán)應(yīng)變2.72%的對稱交變彎曲疲勞試驗(yàn)中不會發(fā)生斷裂。在拉伸疲勞試驗(yàn)中，對樣品施加10Hz的非對稱循環(huán)應(yīng)力，未老化注塑LLDPE-g-MAH的疲勞極限在210N附近，熱效應(yīng)在拉伸疲勞過程中對LLDPE-g-MAH疲勞行為未造成明顯影響。對注塑LLDPE-g-MAH拉伸疲勞試驗(yàn)中的S-N曲線采用微缺陷積累的疲勞動力學(xué)模型進(jìn)行擬合，比其他純數(shù)學(xué)模型更好的預(yù)測了失效壽命隨應(yīng)力增大而減小的趨勢，且模型具有良好的穩(wěn)定性。 【關(guān)鍵詞】：LLDPE-g-MAH 滾塑成型 對稱交變彎曲疲勞試驗(yàn) 拉伸疲勞試驗(yàn) 疲勞動力學(xué)模型
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U469.7;U465
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-14
• 第一章 緒論14-29
• 1.1 壓縮天然氣汽車用燃料罐14-16
• 1.2 線性低密度聚乙烯16-20
• 1.2.1 線性低密度聚乙烯概述16-18
• 1.2.2 線性低密度聚乙烯接枝馬來酸酐18-20
• 1.3 高分子的加工成型20-22
• 1.3.1 高分子的注射成型20-21
• 1.3.2 高分子的滾塑成型21-22
• 1.4 高分子的熱老化22-25
• 1.4.1 高分子的熱氧老化23-24
• 1.4.2 高分子的無氧熱老化24-25
• 1.5 高分子疲勞概述25-27
• 1.6 研究目的、意義和內(nèi)容27-29
• 第二章 LLDPE-g-MAH 的加工成型29-35
• 2.1 研究用馬來酸酐接枝線性低密度聚乙烯簡介29-30
• 2.2 LLDPE-g-MAH 的注射成型30-32
• 2.3 LLDPE-g-MAH 的滾塑成型32-34
• 2.4 本章小結(jié)34-35
• 第三章 LLDPE-g-MAH 老化及靜載性能35-49
• 3.1 LLDPE-g-MAH 的飽和吸水率35-39
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)過程35-36
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論36-39
• 3.2 LLDPE-g-MAH 無氧熱老化39-40
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)過程39
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論39-40
• 3.3 LLDPE-g-MAH 的拉伸試驗(yàn)40-47
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)過程40-41
• 3.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論41-47
• 3.5 本章小結(jié)47-49
• 第四章 LLDPE-g-MAH 疲勞性能49-71
• 4.1 高分子的疲勞行為49-51
• 4.1.1 高分子疲勞的評價49-50
• 4.1.2 高分子疲勞試驗(yàn)的影響因素50-51
• 4.2 LLDPE-g-MAH 的疲勞試驗(yàn)51-61
• 4.2.1 對稱交變彎曲疲勞試驗(yàn)51-55
• 4.2.2 拉伸疲勞試驗(yàn)55-61
• 4.3 LLDPE-g-MAH 非對稱循環(huán)應(yīng)力疲勞動力學(xué)模型61-70
• 4.3.1 疲勞 S-N 曲線的數(shù)學(xué)模型61-62
• 4.3.2 疲勞動力學(xué)模型及模擬方法62-65
• 4.3.3 LLDPE-g-MAH 疲勞曲線模擬65-70
• 4.4 本章小結(jié)70-71
• 第五章 結(jié)論與展望71-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 附錄 177-78
• 附錄 278-82
• 致謝82-83
• 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文83

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