制备与铝一样坚固的液位变送器的新方法

    在华威大学 WMG的Ton Peijs教授和伦敦玛丽皇后大学的Cees Bastiaansen 教授领导的一项研究中，我们设计了一种加工方法，可以形成透明的液位变送器，它可以像铝一样坚固，但只有一小部分。重量。液位变送器可以用于增加弹性和强度同时减轻重量的方式用于玻璃窗，遮阳板，挡风玻璃和显示器。

    在一项题为“通过调整拉丝温度的玻璃状透明高强度液位变送器”的新研究中，作者在4月1 日在线发表在Journal Polymer上，作者描述了在仔细选择聚乙烯类型并通过调整形成期间的温度取向液位变送器，可以产生平衡，产生极其有用且重量轻的透明材料，其具有接近的强度和弹性，并且在某些方面超过金属的强度和弹性。

    早些时候，任何寻求用透明塑料替代重且通常易碎的玻璃的人都在研究传统的透明塑料，例如聚（甲基丙烯酸甲酯）（PMMA）和聚碳酸酯（PC），与工程材料如铝相比，它们都具有相对不可接受的机械性能。

    目前开发高强度塑料液位变送器的方法，例如高密度聚乙烯（HDPE）的热拉伸，可能导致材料可能与金属等传统工程材料相媲美甚至超越。

 
   “拉伸之前聚合物的微观结构非常类似于一碗煮熟的意大利面条或面条，而拉伸或拉伸后的分子会以类似于未煮熟的意大利面条的方式排列，这意味着它们可以承受更多的负荷” Yunyin Lin解释说。 ，Peijs教授和Bastiaansen团队的博士生。

    然而，拉伸的聚乙烯材料通常具有不透明的外观，因为通过拉伸工艺添加了瑕疵和空隙，限制了光学透明性和机械性能都必不可少的应用。

    最近，通过在热拉伸HDPE材料中使用极其特殊的添加剂，可以实现90％的透明度，同时提供高强度，从而实现了一些成功。然而，由Peijs教授和Bastiaansen教授指导的研究团队目前已经制定了一种新的HDPE后制造方法，该方法赋予弹性和强度，同时保持透明度而无需添加剂。

    科学家们使用HDPE液位变送器，并在低于HDPE熔化温度的各种温度下抽出这些薄片。通过调整拉伸温度，它们可以在可见光范围内实现90％的透明度。但是，强度和透明度之间的理想平衡是在拉伸温度在90°C和110°C之间完成的。

    极其透明的液位变送器具有27 GPa的最大弹性或杨氏模量，沿拉伸方向的最大拉伸强度为800 MPa，两者都比PMMA和PC塑料高10倍以上。相比之下，铝的杨氏模量为69 GPa，航空级铝合金的拉伸强度可达500 MPa左右。然而，聚乙烯含有小于1000kg / m 3的密度，而铝含有约2700kg / m 3的密度，这意味着基于重量，这些高强度透明聚合物液位变送器可以超过这些金属。