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日本开发出比强度高达钢铁2～5倍的PP片材 |
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| http://cn.newmaker.com
4/23/2010 11:04:00 AM
日经BP社
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日本广岛大学研究生院综合科学研究科特任教授彦坂正道和博士研究员冈田圣香等，开发成功了拉伸强度230MPa，比强度高达钢铁的2～5倍、铝的6倍的聚丙烯（PP）片材。拉伸强度为普通PP的7倍以上。耐热温度Td（热变形量为3％以上的温度）达到176℃，也比PP高50℃以上。由于无需添加任何混合物，因此还具有能够以高回收率循环再利用的优势。另外，其弹性也高：具有在折叠状态下撤掉外力后形状即可复原的特性。并且透明度也很高，因此还有望用作玻璃的替代材料。顺便提一句，此是日本科学技术振兴机构实施的产学协作事业的一个项目的研究成果。
该PP片材实现的关键在于制造方法。彦坂等采用对冷却至融点以下的PP融液加压挤压的独特手法，将PP的结晶化程度提高到了近100％。普通PP，未形成结晶的非晶部分的比例（非晶率）超过50％，这是PP的强度及耐热等特性明显不及金属的主要原因。
彦坂等在此次研究之前进行了“结晶性高分子结晶化初期机制的研究”。研究中发现，PP结晶化程度之所以低，是由于PP高分子链在融液阶段呈绒球状相互缠绕状态。彦坂等由此推测，如果使PP融液在拉伸的情况下结晶，便可使高分子链的配向一致，从而提高结晶化程度。之后彦坂等找到了将液体融液拉伸的方法，即在左右细长的沟槽中注入融液，瞬间加压挤压。其具体思路是，施加压力后，融液内产生向左右扩散的激流，使高分子链像置于急流中的布料一样受到拉伸，由此实现配向程度高的纳米结晶。
因此，彦坂等边改变对过冷至融点以下高分子融液加以挤压的压力及速度，边观察拉伸和配向的情况，找到了在相同的晶化温度下也可使结晶化加速10万倍的条件。彦坂等目前正在与SunAllomer（总部：东京）及FP Corporation等企业共同为实现其产业化为目标而推进相关研究。
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