【技术实现步骤摘要】
本申请涉及一种高硬度、高硬度的聚甲醛板材材料及制备方法和应用，属于材料加工领域。
技术介绍
1、传统塑料加工成型工艺，也包括塑料的二次成型过程，如挤出成型，注射成型，吹塑成型，模压成型等，普遍存在的问题是能耗过大，生产成本高，过程可控性不够，产品稳定性不足，加工过程容易引入工业杂质等等。
2、聚合物固态成型技术是类比金属加工发展起来的一种面向塑料制品生产的特种制造技术。常见的固态成型技术手段包括：冷锻，冷轧，冲压，墩粗等。这类技术相较传统塑料加工成型工艺，可以做到节约生产成本，提高生产效率，但是仍有两个不容忽视的致命缺陷：一是产品报废率高，加工后的高分子锻造件容易出现开裂，变形，表面微裂纹等问题；二是产品尺寸控制精度低，加工完成的试样往往不能保持加工完成瞬间的尺寸，回弹现象明显。
3、聚甲醛(pom)作为“五大工程塑料”之一，又称聚氧化亚甲基、聚缩醛、赛钢，是热塑性结晶性高分子聚合物。“五大工程塑料”是指在工业生产中产量最大、应用最广泛的五种工程塑料材料。主要包括聚酰胺(尼龙，polyamide，pa)、聚碳酸酯(polycarbonate，pc)、聚甲醛(polyacetal，polyoxy methylene，pom)、热塑性聚酯(polybutylene terephthalate，pbt)和聚苯醚(polyphenylene oxide，ppo)。
4、聚甲醛是一种没有侧链，高密度，高结晶性的线性聚合物，其优点为：耐磨性高、摩擦系数低、耐热性高、良好的电气和介电性能、吸水率低等。聚甲醛
技术实现思路
1、基于以上事实与分析，本专利技术首次对高分子材料应用动态高速变形技术，对板材聚甲醛进行单方向多次原位处理来制备高硬度、高硬度聚甲醛板材。该专利技术具有简单、节能、高效，还可保证产品产率等优点。
2、本专利技术的目的是提供一种具有高硬度、高强度的聚甲醛材料及其制备方法。制备方法采用动态变形原位加工技术。
3、根据本申请的一个方面，提供一种高硬度、高强度的聚甲醛板材，
4、所述高硬度、高强度的聚醚醚酮板材厚度为1～20mm，长度为30～300mm，宽为30～300mm；
5、所述高硬度、高强度的聚甲醛板材具有表面化的片状壳层结构；
6、所述壳层的厚度为20～200μm；所述壳层的厚度上限为200μm、190μm、180μm、170μm、160μm、150μm、140μm、130μm、120μm、110μm、100μm、90μm、80μm、70μm、60μm、50μm、40μm、30μm；下限为20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm、150μm、160μm、170μm、180μm、190μm；
7、所述高硬度、高强度的聚甲醛板材的杨氏模量为1.226gpa～1.634gpa；
8、所述高硬度、高强度的聚甲醛板材的显微硬度为5.29～18.9hv
9、根据本申请的另一个方面，提供一种上述的高硬度、高强度的聚甲醛板材的制备方法，包括以下步骤：
10、采用动态变形原位加工技术，对聚甲醛板材进行单方向多次处理，得到所述高硬度、高强度的聚甲醛板材。
11、所述动态变形原位加工技术包括：
12、采用半球形刀具在一定自转角速度旋转的棒状聚甲醛材料表面进行滚动，同时半球形刀具沿被处理工件轴向运动，使材料表层产生形变。
13、所述动态变形原位加工技术的参数如下：
14、温度：25～60℃；
15、应变速率：102～105s-1；
16、变形应变量：0.105～0.182；
17、单次的变形应变量：0.0069～0.017；
18、自转角速度：20～900rad/min。
19、计算方法：
20、
21、ε为变形量，h0为材料变形前厚度，h为材料变形后的厚度。
22、进一步地，温度的上限为60℃、55℃、50℃、45℃、40℃、35℃；下限为25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃；
23、进一步地，应变速率的上限为105s-1、104s-1、103s-1；下限为102s-1、103s-1、104s-1；
24、进一步地，变形应变量上限为0.18、0.17、0.16、0.15、0.14、0.13、0.12、0.11；下限为0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17、0.18；
25、进一步地，单次的变形应变量上限为0.017、0.016、0.015、0.014、0.013、0.012.、0.011、0.010、0.009、0.008、0.007；下限为0.007、0.008、0.009、0.01、0.011、0.012、0.013、0.014、0.015、0.016、0.017；
26、根据本申请的另一个方面，提供一种上述的高硬度、高强度的聚甲醛板材述的制备方法制备的高硬度、高强度的聚甲醛板材用，其特征在于，用于机械、化工、仪表、汽车工业中。
27、本专利技术具有如下优点：
28、1、制备的板材聚甲醛同时具有高硬度和高强度的特性。本专利技术利用高速变形技术，选择合适变形应变量、变形应变速率和变形温度，在回避传统聚合物材料二次加工繁杂的加工条件下，制备出具有壳层化的类似多层复合材料的聚甲醛板材，杨氏模量最高可达1.634gpa，比普通均质聚甲醛板材抗拉强度提高约33.2％；板材的维氏显微硬度加工后可达18.9hv，提升了约257.3％。采用滚轮刀具在一定自转角速度旋转的棒状聚甲醛材料表面进行滚动，同时滚轮刀具沿被处理工件轴向运动，在材料表层产生形变，使被处理加工材料表面层分子间距离减小，甚至晶区重排。从而形成“壳层化”甚至“梯度化”的微观结构，微观结构的深度可达100微米以上，至少为20微米。
29、2、制备方法简单，可以大幅度降低能耗。本专利技术利用高速变形技术，制备方法简单，易于控制好变形工艺参数和变形温度。对目前传统的变形技术进行必要的改进，优化工艺参数和变形温度，即可制备出高硬度、高硬度的壳层化的聚甲醛材料。
30、3、应用空间大。本专利技术加工强化的样品，提高了聚甲醛材料的性能本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高硬度、高强度的聚甲醛板材，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的聚甲醛板材，其特征在于，
3.一种权利要求1或2任一项所述的高硬度、高硬度的聚甲醛板材的制备方法，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，
6.一种权利要求1或2任一项所述的高硬度、高硬度的聚甲醛板材或权利要求3～5任一项所述的制备方法制备的高硬度、高硬度的聚甲醛板材的应用，其特征在于，用于机械、化工、仪表、汽车工业中。
【技术特征摘要】
1.一种高硬度、高强度的聚甲醛板材，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的聚甲醛板材，其特征在于，
3.一种权利要求1或2任一项所述的高硬度、高硬度的聚甲醛板材的制备方法，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：周光远，杨隽宇，王楠，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。