超高分子量聚乙烯纤维复合材料的研究进展

概述超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维增强复合材料的研究进展,详细介绍了UHMWPE纤维的各种优良特性和UHMWPE纤维增强复合材料用基体树脂,以及UHMWPE纤维增强复合材料的制备方法与工艺,对UHMWPE增强复合材料的应用及其应用领域进行了汇总。     

超高相对分子质量聚乙烯纤维关键技术取得重要进展

<正>宁波大成新材料股份有限公司和中国科学院化学研究所等单位承担的"UHMWPE树脂、纤维和复合材料的综合表征技术"等4个课题取得了重要进展,于近日通过技术验收。超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维是与碳纤维和芳纶并列的三大高性能纤维之一,是重要的战略物资和高技术材料,国内缺少纺丝级专用树脂生产技术,纺丝技术及生产设备水平等仍与发达国家存     

超高分子量聚乙烯纤维的表面处理

综述了超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维复合材料界面的重要性,总结了表面改性方法对UHMWPE纤维以及UHMWPE／树脂界面的影响。     

低温等离子体技术在超高相对分子质量聚乙烯纤维表面改性中的应用

介绍了低温等离子体的概念、分类及其在超高相对分子质量聚乙烯纤维(UHMWP E)表面改性方面的特点;阐述了国内外在低温等离子体对UHMWPE纤维表面改性前后纤维本身及其复合材料性能的影响情况;简介了用自行研制的低温等离子体设备对UHMWPE纤维进行表面改性的研究结果和低温等离子体处理UHMWPE纤维表面改性的发展前景。实验表明,UHMWPE纤维经过等离子体处理后表面产生刻蚀和交联,其与树脂间的粘结性能改善;该低温等离子体设备能满足UHMWPE纤维表面改性连续化生产需要。     

PCH/UHMWPE复合材料的性能研究及应用

采用一种结构与超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维相似、且对纤维表面具有良好浸润性的碳氢树脂(PCH)作基体,通过层压成型工艺制得PCH/UHMWPE复合材料,对复合材料的力学性能、介电性能及吸湿性能进行研究.结果表明,PCH/UHMWPE复合材料力学性能好、介电性能优异、吸湿率低,湿热前后材料性能变化甚小,性能保留率高,可用作高性能透微波复合材料.利用PCH/UHMWPE复合材料制得的覆铜板、压力容器等产品在实际应用中性能较为优异,可达到规定使用要求.     

高强高模聚乙烯纤维植物纤维纸基复合材料制备及性能

以高强高模聚乙烯（UHMWPE）短纤维和针叶木浆为原料，通过湿法成型技术结合树脂浸渍热压方法制备了UHMWPE纤维纸基复合材料，研究了原纸制备工艺和浸渍热压工艺对UHMWPE纤维纸基复合材料性能的影响。结果表明，当UHMWPE纤维与针叶木浆质量比为7∶3、针叶木浆打浆度为58°SR、酚醛树脂水溶液质量分数为10%、上胶量为44%、热压工艺为15 min、10 MPa、130℃时，制得的UHMWPE纤维纸基复合材料性能较好。当原纸经过浸渍热压后，所制备的UHMWPE纤维纸基复合材料抗张指数为59.11 N·m/g，与原纸相比抗张指数提高了6.9倍，表面变得更光滑，同时具有较低的介电常数（约1.97）、介质损耗因数（0.45×10–2）和较好的热稳定性。     

基于UHMWPE纤维低度交联与表面改性制备高模量、高强度UHMWPE/EP复合材料

从工业化生产应用角度研究电晕处理直接作用于超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维编织布织布表面，探究纤维表面交联和界面改性对复合材料力学性能的影响。利用X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)和扫描电镜(SEM)对UHMWPE纤维表面物理性质和化学组成进行表征。采用差示扫描量热仪(DSC)对电晕处理前后纤维结晶度和热稳定性进行表征。当电晕处理功率达到3.0 kW时，UHMWPE-C3.0kW/EP复合材料的冲击强度、弯曲强度和弯曲模量达到了167.4 kJ/m²、121.3 MPa和9.3 GPa,相较于未处理UHMWPE/EP复合材料分别增加了31.5%、64.8%和190.6%。结果表明，通过电晕处理强化了纤维表面与树脂界面黏接强度，有利于复合材料对外力的传递分散，并通过强界面破坏吸收能量及UHMWPE纤维的断裂和形变提高了复合材料的抗冲击和抗弯性能。     

UHMWPE/CF混编三维编织复合材料的弯曲性能

为获得最佳的混编排列方式，基于三维四向编织结构，以碳纤维(CF)和超高分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维为增强体，以环氧树脂(EP)为基体，采用真空导入工艺设计制备了三维编织UHMWPE/CF/EP复合材料，并研究了不同混编排列方式预制件复合材料的弯曲性能。结果发现：韧性UHMWPE纤维的加入改变了非混杂碳纤维三维编织树脂基复合材料的弯曲破坏模式，破坏模式呈现为塑性破坏特征；基于CF和UHMWPE纤维数量之比为1∶1的情况下，采用逐块排列混编方式的复合材料的弯曲性能最佳，较之逐束排列混编方式的复合材料提高24.28%。     

UHMWPE纤维针织物-环氧树脂复合材料的制备与性能

将等离子体处理前后的超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维针织物分别与环氧树脂在平板硫化机上进行复合,制作出UHMWPE纤维针织物复合材料,对其进行裁样,测试UHMWPE纤维针织物复合材料的拉伸、弯曲和压缩性能。结果表明:经等离子体处理后,复合材料的拉伸强度、弯曲强度均有较大提高,压缩强度有小幅增加。     

EVA共混改性UHMWPE纤维的表面性能

以乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)作为共混改性剂,将其溶解在超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纺丝溶液中,制得共混改性UHMWPE冻胶纤维;对改性UHMWPE冻胶纤维进行萃取,干燥和热拉伸制得改性UHMWPE纤维;研究了改性前后纤维的结构与性能.结果表明:共混改性后UHMWPE纤维表面引入了极性基团,纤维与树脂基体...     

上化院UHMWPE项目亮相重庆

正最近,由国家科技部、重庆市人民政府等共同主办的第十三届中国重庆高新技术成果交易会暨第九届中国国际军民两用技术博览会在重庆隆重举行。上海化工研究院有限公司超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维专用树脂与先进纺丝成套技术、高耐磨高抗冲UHMWPE轨道交通专用树脂及产品两项目在上海展区展出。这两个项目成功开发了纤维级UHMWPE专用树脂并实现规模化生产,同时攻克了高端干法路线     

超高分子量聚乙烯纤维液相氧化改性及其橡胶基复合材料制备

为了增强超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维与橡胶基体之间的界面粘结强度,采用高锰酸钾溶液对UHMWPE纤维进行表面处理,并将处理后的纤维加入到天然橡胶中制备短切UHMWPE纤维/橡胶复合材料。结果表明,高锰酸钾溶液处理可有效增加纤维表面粗糙度及表面含氧官能团含量,最佳改性工艺条件是:按照m(高锰酸钾)∶m(浓硝酸)=1∶30配置高锰酸钾溶液,在室温下将UHMWPE纤维放入上述溶液中处理1 min。与纯橡胶样品相比,在m(UHMWPE纤维)∶m(天然橡胶)=0~6∶100范围内,随着处理后短纤维质量分数的增加,复合材料的硬度不断增大,最大增加量达到94%;复合材料的撕裂强度先增大后减小,在m(UHMWPE纤维)∶m(天然橡胶)=4∶100时达到最大值,最大增加量达到43%。     

UHMWPE/PE复合材料的开发与性能研究

本文在阐述聚乙烯自增强复合材料(PE/PE)的涵义基础上,介绍超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维增强聚乙烯复合材料的制备原理和新产品的加工技术与工艺特点;试验测得复合材料的性能,验证了为改善复合材料性能而采用的几种UHMWPE纤维表面处理方法的有效性;同时证实了界面粘结是影响UHMWPE/PE复合材料性能的关键因素;最后就UHMWPE/PE复合材料界面粘结机理展开讨论,并概述了界面穿晶层的起源、形态和结晶结构研究的新进展.     

上海化工研究院

<正>超高分子量聚乙烯(UHMWPE)上海联乐化工科技有限公司由上海化工研究院和上海化工研究院天地科技发展有限公司共同投资组建,成立于2004年11月,是国内唯一掘有从催化剂研发技术到超高分子量聚乙烯(UHMWPE)树脂产业化成套技术的单位。我公司拥有的UHMWPE树脂规格和牌号达二十多种,UHMWPE树脂生产规模达到6000吨/年。UHMWPE树脂产品分子量150万~800万,产品涵盖特种管材料、耐磨板材料、挤出料、抗静电无卤阻燃料、微孔膜料、滤材料以及纤维级专用料等,是目前国内UHMWPE树脂品种最齐全的企业,产品质量达到国内先进水平,部分替代了进口产品。     

超高分子量聚乙烯纤维关键技术取得突破进展北大核心

在＂十一五＂863计划新材料领域＂超高分子量聚乙烯纤维关键技术＂重点项目支持下,宁波大成新材料股份有限公司和中国科学院化学研究所等单位承担的＂UHMWPE树脂、纤维和复合材料的综合表征技术＂等4个课题取得了重要进展,并于近日通过技术验收。     

3大高性能纤维及其应用新动向与对策建议

碳纤维(CF)、对位芳酰胺纤维(P-AF)和超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维已步入激烈竞争期,生产厂家加大技术创新力度,以达到生产高效化、性能极限化和节能降耗,不断开发新品种,提高在全球的竞争优势。在复合材料成型技术方面,不断提高纤维与树脂界面的粘合性,以发挥极限强度、模量和提高韧性,并朝快速成型和低成本的方向发展,以扩大应用领域。与此同时,国外厂家看好中国未来3大高性能纤维的大市场,DSM率先兼并中国UHMWPE纤维大企业,Zoltek已与中国用户签订合作开发碳纤维协议,帝人可望在2016年前后在华兴建AF生产厂。在这种形势下,提出了我国发展3大高性能纤维的对策建议。     

聚氨酯/废旧聚乙烯纤维复合材料的制备

以废旧超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维为增强材料,制备了聚氨酯(PU)/UHMWPE复合材料,并采用电子万能拉力试验机、抗冲击强度测定仪、热线法快速热导仪等研究了硅烷偶联剂KH550及其用量、UHMWPE纤维用量对PU/UHMWPE复合材料性能的影响。结果表明:UHMWPE纤维质量分数为3%,KH550质量分数为5.0%时,制备的PU/UHMWPE复合材料的综合性能较为优异,拉伸强度、断裂伸长率和悬臂梁缺口冲击强度分别为17.0 MPa,35.8%,11.8 MPa,导热系数为0.023 W/(m·K)。     

超高分子质量聚乙烯纤维黏结强度增强方法研究

为提高超高分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维复合材料中纤维与树脂基体之间的界面黏结强度,提出通过不同质量分数的硅烷偶联剂KH-570处理纳米SiO_2对UHMWPE纤维进行表面改性。对改性处理后的纤维与乙烯基酯树脂进行黏结强度试验,发现硅烷偶联剂处理纳米SiO_2能有效提高纤维的界面黏结强度,同时使纤维保持一定的断裂强度。     

中国将大规模生产UHMWPE纤维产品

据2008年8月3日外电报道,中国上海斯瑞聚合体科技有限公司宣布在上海新杨工业园区运营新的超高相对分子质量聚乙烯（UHMWPE）纤维和复合材料生产基地。该基地的产能为3000t／a UHMWPE纤维（商品名斯瑞帕）和1000t／a无纬布预浸料（商品名斯瑞丹）。这把中国的UHMWPE纤维产能提高了4倍。     

导热交联超高摩尔质量聚乙烯耐磨复合材料的研究

采用共混改性技术,将复合耐磨剂、纳米碳化硅、过氧化二异丙苯(DCP)等按不同比例加入到超高摩尔质量聚乙烯(UHMWPE)树脂中,获得了完全满足桥梁支座用耐磨要求的抗蠕变耐磨UHMWPE复合材料。考察了上述添加物及其添加量对UHMWPE耐磨、抗蠕变和物理机械性能的影响。结果表明,复合耐磨剂能明显提高UHMWPE的耐磨性能,纳米碳化硅能提高UHMWPE复合材料的导热系数,降低制品在摩擦过程中的表面温度,从而进一步提升其耐磨性能,DCP交联能改善UHMWPE复合材料的抗蠕变性能。当耐磨剂、纳米碳化硅和DCP用量分别为2.5phr、1.5 phr和0.1 phr时,能获得综合性能优良的UHMWPE复合材料。