制備與鋁一樣堅固的液位變送器的新方法
產(chǎn)品說明:在華威大學(xué) WMG的Ton Peijs教授和倫敦瑪麗皇后大學(xué)的Cees Bastiaansen 教授領(lǐng)導(dǎo)的一項研究中,我們設(shè)計了一種加工方法,可以形成透明的液位變送器,它可以像鋁一樣堅固,但只有一小部分。重量。液位變送器可以用于增加彈性和強(qiáng)度同時減輕重量的方式用于玻璃窗,遮陽板,擋風(fēng)玻璃和顯示器。
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產(chǎn)品說明
在華威大學(xué) WMG的Ton Peijs教授和倫敦瑪麗皇后大學(xué)的Cees Bastiaansen 教授領(lǐng)導(dǎo)的一項研究中,我們設(shè)計了一種加工方法,可以形成透明的液位變送器,它可以像鋁一樣堅固,但只有一小部分。重量。液位變送器可以用于增加彈性和強(qiáng)度同時減輕重量的方式用于玻璃窗,遮陽板,擋風(fēng)玻璃和顯示器。
在一項題為“通過調(diào)整拉絲溫度的玻璃狀透明高強(qiáng)度液位變送器”的新研究中,作者在4月1 日在線發(fā)表在Journal Polymer上,作者描述了在仔細(xì)選擇聚乙烯類型并通過調(diào)整形成期間的溫度取向液位變送器,可以產(chǎn)生平衡,產(chǎn)生極其有用且重量輕的透明材料,其具有接近的強(qiáng)度和彈性,并且在某些方面超過金屬的強(qiáng)度和彈性。
早些時候,任何尋求用透明塑料替代重且通常易碎的玻璃的人都在研究傳統(tǒng)的透明塑料,例如聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)和聚碳酸酯(PC),與工程材料如鋁相比,它們都具有相對不可接受的機(jī)械性能。
目前開發(fā)高強(qiáng)度塑料液位變送器的方法,例如高密度聚乙烯(HDPE)的熱拉伸,可能導(dǎo)致材料可能與金屬等傳統(tǒng)工程材料相媲美甚至超越。
“拉伸之前聚合物的微觀結(jié)構(gòu)非常類似于一碗煮熟的意大利面條或面條,而拉伸或拉伸后的分子會以類似于未煮熟的意大利面條的方式排列,這意味著它們可以承受更多的負(fù)荷” Yunyin Lin解釋說。 ,Peijs教授和Bastiaansen團(tuán)隊的博士生。
然而,拉伸的聚乙烯材料通常具有不透明的外觀,因為通過拉伸工藝添加了瑕疵和空隙,限制了光學(xué)透明性和機(jī)械性能都必不可少的應(yīng)用。
最近,通過在熱拉伸HDPE材料中使用極其特殊的添加劑,可以實現(xiàn)90%的透明度,同時提供高強(qiáng)度,從而實現(xiàn)了一些成功。然而,由Peijs教授和Bastiaansen教授指導(dǎo)的研究團(tuán)隊目前已經(jīng)制定了一種新的HDPE后制造方法,該方法賦予彈性和強(qiáng)度,同時保持透明度而無需添加劑。
科學(xué)家們使用HDPE液位變送器,并在低于HDPE熔化溫度的各種溫度下抽出這些薄片。通過調(diào)整拉伸溫度,它們可以在可見光范圍內(nèi)實現(xiàn)90%的透明度。但是,強(qiáng)度和透明度之間的理想平衡是在拉伸溫度在90°C和110°C之間完成的。
極其透明的液位變送器具有27 GPa的最大彈性或楊氏模量,沿拉伸方向的最大拉伸強(qiáng)度為800 MPa,兩者都比PMMA和PC塑料高10倍以上。相比之下,鋁的楊氏模量為69 GPa,航空級鋁合金的拉伸強(qiáng)度可達(dá)500 MPa左右。然而,聚乙烯含有小于1000kg / m 3的密度,而鋁含有約2700kg / m 3的密度,這意味著基于重量,這些高強(qiáng)度透明聚合物液位變送器可以超過這些金屬。
在一項題為“通過調(diào)整拉絲溫度的玻璃狀透明高強(qiáng)度液位變送器”的新研究中,作者在4月1 日在線發(fā)表在Journal Polymer上,作者描述了在仔細(xì)選擇聚乙烯類型并通過調(diào)整形成期間的溫度取向液位變送器,可以產(chǎn)生平衡,產(chǎn)生極其有用且重量輕的透明材料,其具有接近的強(qiáng)度和彈性,并且在某些方面超過金屬的強(qiáng)度和彈性。
早些時候,任何尋求用透明塑料替代重且通常易碎的玻璃的人都在研究傳統(tǒng)的透明塑料,例如聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)和聚碳酸酯(PC),與工程材料如鋁相比,它們都具有相對不可接受的機(jī)械性能。
目前開發(fā)高強(qiáng)度塑料液位變送器的方法,例如高密度聚乙烯(HDPE)的熱拉伸,可能導(dǎo)致材料可能與金屬等傳統(tǒng)工程材料相媲美甚至超越。
“拉伸之前聚合物的微觀結(jié)構(gòu)非常類似于一碗煮熟的意大利面條或面條,而拉伸或拉伸后的分子會以類似于未煮熟的意大利面條的方式排列,這意味著它們可以承受更多的負(fù)荷” Yunyin Lin解釋說。 ,Peijs教授和Bastiaansen團(tuán)隊的博士生。
然而,拉伸的聚乙烯材料通常具有不透明的外觀,因為通過拉伸工藝添加了瑕疵和空隙,限制了光學(xué)透明性和機(jī)械性能都必不可少的應(yīng)用。
最近,通過在熱拉伸HDPE材料中使用極其特殊的添加劑,可以實現(xiàn)90%的透明度,同時提供高強(qiáng)度,從而實現(xiàn)了一些成功。然而,由Peijs教授和Bastiaansen教授指導(dǎo)的研究團(tuán)隊目前已經(jīng)制定了一種新的HDPE后制造方法,該方法賦予彈性和強(qiáng)度,同時保持透明度而無需添加劑。
科學(xué)家們使用HDPE液位變送器,并在低于HDPE熔化溫度的各種溫度下抽出這些薄片。通過調(diào)整拉伸溫度,它們可以在可見光范圍內(nèi)實現(xiàn)90%的透明度。但是,強(qiáng)度和透明度之間的理想平衡是在拉伸溫度在90°C和110°C之間完成的。
極其透明的液位變送器具有27 GPa的最大彈性或楊氏模量,沿拉伸方向的最大拉伸強(qiáng)度為800 MPa,兩者都比PMMA和PC塑料高10倍以上。相比之下,鋁的楊氏模量為69 GPa,航空級鋁合金的拉伸強(qiáng)度可達(dá)500 MPa左右。然而,聚乙烯含有小于1000kg / m 3的密度,而鋁含有約2700kg / m 3的密度,這意味著基于重量,這些高強(qiáng)度透明聚合物液位變送器可以超過這些金屬。
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