高分子材料的表征


高密度聚乙烯管道的慢速裂纹增长过程(SCG)研究

高密度聚乙烯(HDPE)管道被广泛用于气体和水的运输和分配。该市场正在不断扩大,所以寻求更高的操作压力和性能优越、不易破损的材料变得尤为重要。聚乙烯管道最常见的破损模式是慢速裂纹增长过程(SCG)。SCG通常起始于材料表面的应力集中处。一段时间后的材料出现裂纹,最终在管道内部形成扩展裂缝而导致管道破损。本研究的主要目的是为了控制这种管道的失效机理和了解不同物理和分子参数对裂纹增长的影响,LATEP多年来在此方面一直拥有丰硕的成果。






评价聚乙烯树脂长期性能的一种快速方法

慢速裂纹增长(SCG)是在高密度聚乙烯管应用过程中最重要的失效机理,通常被用于确定树脂的长期性能。最常见的评估抗SCG的方法是宾夕法尼亚边缘缺口拉伸法(PENT)、全切口蠕变测试(FNCT)和切口管测试(NPT)。LATEP已经开发改进了PENT测试以满足高负载和温度(2.8 MPa和90 ℃),将失效时间减少了近6倍同时保证SCG的过程。另一方面,通过拉伸试验与传统SCG测试结合测定应变硬化(SH)模量是十分有效的。LATEP遵循ISO/PRF 18488国际标准和研究所在过去几年开发的替代方法进行应变硬化测试。




Photo as a courtesy of J. L. Municio - IPCE



塑料特性在文化遗产保护中的应用

现如今在文化遗产保护方面,用高分子材料取代经典材料吸引了学者的广泛关注。本研究的主要目的是开发具有良好特性和适当抗环境因素性的材料,以保证它们实现其初始功能。LATEP与康普顿斯大学美术学院的应用化学实验室和西班牙文化遗产研究院的材料分析实验室共同合作参与此项目。








多相聚丙烯的表征

本研究源于工业生产公司对一些商用聚丙烯多相共聚物(HETCOs)力学性能(如抗冲击性和抗拉力)的变化与分子性质、结晶动力学和相形态的关系具有浓厚兴趣。使用溶液分级技术,我们可以实现原始共聚物的各相分离。这使得我们可以寻找由不同相是否存在而引起的协同效应,这种协同效应在HETCOs的最终性能及应用中发挥重要作用。





基于组成和分子量的聚烯烃溶液分级技术

医学、汽车和航空航天等领域需要拥有特定功能、更轻更好的材料。如今,学术界和工业界都通过各种方法来寻找这类材料更便宜的生产过程。这些过程生产出具有宽分子量或组成分布的高分子材料,故基于组成或分子量的溶液分级技术是必不可少的。这项技术能够分离这些混合物的每个组分,并从分子和物理角度单独分析它们,所以我们可以控制这些实验参数来提高特定用途的新材料的合成。







原子力显微镜(AFM)表征高分子材料

原子力显微镜(AFM)技术被用于研究多种材料,也可用于表征高分子材料的特性。对于许多材料(如PE膜),我们很难使用光学或电子显微镜在微米和纳米量级表征其结构。对这些材料,AFM技术能够观察其内部结构而不需要任何特定的样品准备工作,因此避免了样品准备过程中可能产生的内部结构改变。AFM可以在纳米尺度记录样品的形貌。故对于PE膜,我们可以确定其纳米尺度的形貌并观察膜的形态(由大量直径为纳米级的微束构成的球晶组成),并从中得到材料的结构和属性的关系。





离聚物作为一种自修复材料的评估

在过去几年中,科学家发现一些离聚物材料受到高能损伤时具有自修复能力。比如因材料被迫吸收大量能量破裂后,它可以恢复原有形态并消除内部宏观裂缝。这个过程对该类材料是很普遍的,并且与材料内部离聚物链的可移动性相关。推进对此类材料的研究可以更好地控制其性能并在多方面改善他们的适用性,以提供更长的耐用性和更高的视觉质量。