华工瞿金平院士/黄照夏副教授团队《Compos. Part A》: 通过构筑取向球状晶体结构同时实现不相容共混体系的超韧和增强

点击上方“蓝字” 一键订阅

随着废塑料堆积量的日益增加，塑料污染已成为亟待解决的严峻环境问题。其中，聚乙烯是消耗量最多的塑料，单是减少其堆积量就会对环境保护产生显著影响。由于工艺简单、生产成本低、加工能耗小等优点，机械回收已成为减少废旧聚乙烯最常用的方法。在机械回收中，废旧聚乙烯中往往夹杂着其它难以分离的塑料。由于不同聚合物间的不相容性，聚乙烯再生制件力学性能难以满足服役要求。为解决该挑战，有必要提出简单且低成本方法以提高聚乙烯基不相容共混体系力学性能。

近日，华南理工大学瞿金平院士/黄照夏副教授团队在Composites Part A-Applied Science and Manufacturing (IF: 9.463) 上发表了题为“Simultaneously achieving super toughness and reinforcement of immiscible high-density polyethylene/poly(ethylene terephthalate) composite via oriented spherical crystal structure”的论文。在该研究中，将体积脉动注塑成型和高温退火相结合以制备HDPE/PET微纤维复合材料，从而简单且低成本地改善了聚乙烯基不相容共混体系力学性能，冲击强度、屈服强度和拉伸模量分别增加了3220%、32%和39.73%。

本文要点

1、在振动力场下构筑了取向球状晶体结构

在体积脉动注塑成型方法提供的振动力场作用下，驱动分散的PET液滴变成刚性的亚微米纤维，以诱导具有多shish的杂化串晶结构的形成，并使其堆叠成球状，从而构筑出取向球状晶体结构。

2、在高温退火下优化了取向球状晶体结构

在高温退火下，取向球状晶体结构内不完善晶片将被熔化掉以释放出HDPE分子链，这些活动的分子链将与PET亚微米纤维在界面处发生交互作用，而剩余晶片将再结晶以增厚。同时，由于界面处结晶度的提高，相邻取向球状晶体将相互紧密连接在一起。

3、基于取向球状晶体结构同时实现了超韧和增强

由于不同聚合物间的不相容性，分散的PET相通常是减弱HDPE基体力学性能的杂质。然而，在本研究中分散的PET相已成为增强HDPE基体力学性能的有益组分。因此，本研究在废旧塑料机械回收领域中具有广阔的应用前景。

论文第一作者为华南理工大学机械与汽车工程学院博士后秦森，论文通讯作者为华南理工大学机械与汽车工程学院黄照夏副教授和瞿金平院士。该研究得到国家自然科学基金（52203036、51933004）、中国博士后科学基金（2022M711186）等的资助。

原文链接

https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2022.107186

相关进展

免责声明：部分资料来源于网络，转载的目的在于传递更多信息及分享，并不意味着赞同其观点或证实其真实性，也不构成其他建议。仅提供交流平台，不为其版权负责。如涉及侵权，请联系我们及时修改或删除。邮箱：[e-mail]

诚邀投稿

欢迎专家学者提供稿件（论文、项目介绍、新技术、学术交流、单位新闻、参会信息、招聘招生等）至[e-mail]，并请注明详细联系信息。高分子科技®会及时推送，并同时发布在中国聚合物网上。

欢迎加入微信群 为满足高分子产学研各界同仁的要求，陆续开通了包括高分子专家学者群在内的几十个专项交流群，也包括高分子产业技术、企业家、博士、研究生、媒体期刊会展协会等群，全覆盖高分子产业或领域。目前汇聚了国内外高校科研院所及企业研发中心的上万名顶尖的专家学者、技术人员及企业家。

申请入群，请先加审核微信号PolymerChina （或长按下方二维码），并请一定注明：高分子+姓名+单位+职称（或学位）+领域（或行业），否则不予受理，资格经过审核后入相关专业群。

点

这里“阅读原文”，查看更多