旋转层流挤出工艺改善HDPE/PA6复合材料渗透性和力学性能用于IV型储氢罐衬层的研究

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聚合物因其轻量化特性在提高储氢罐储氢密度方面具有优势，而均匀的聚集体结构能进一步增强其优势。然而，仅通过螺杆挤出难以在衬层成型中实现这样的结构。本研究报道了一种微纳旋转层流挤出装置，安装在模头前端，通过对熔体进行分流、层流减薄和双向拉伸，利用强拖曳流场有效改善复合材料取向、减少晶间缺陷。所得HDPE/PA6复合材料的氦气渗透系数降低达20.1%，对扩散的影响比对溶解的影响更显著。力学性能测试表明强度提升达24.5%，模量提升达49.1%，韧性断裂范围扩大。然而，PA6和HDPE分别因熔体强度和气体阻隔性能的限制，在可成型尺寸和储存能力方面存在局限。基于HDPE/PA6熔体强度阈值分析，复合材料中PA6含量在吹塑成型时应<70 wt%，在焊接时应<50 wt%。本研究为通过挤出和焊接工艺成型大直径薄壁衬层坯料提供了新的方法。

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