结构参数对超高分子量聚乙烯织物导热性的影响

为了提高服装热量的传导,采用导热率较高的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纱线作为纬纱与涤纶进行交织制成织物,并以电热片作为热源,通过铂电阻测温仪测量距离热源边界0、2、4 cm处织物表面温度随时间的变化。采用变量分离法测试纤维种类、纱线线密度、织物密度以及织物组织结构等因素对超高分子量聚乙烯织物导热性的影响。结果表明:含UHMWPE纱线交织物的导热性明显好于涤纶/涤纶和涤纶/锦纶交织物,且纱线越粗、织物密度越大、组织单元内纱线交织次数越少,织物导热性越好。     

高性能纤维的单纤维压缩弯曲性能

选取11种高性能纤维,包括PBO纤维、芳纶1313纤维、对位芳纶纤维、高强聚乙烯长丝和高强聚乙烯短纤等,采用单纤维压缩弯曲仪测试纤维的单纤维压缩弯曲性能,并对其压缩弯曲曲线进行对比分析。结果表明,11种高性能纤维中,Technora纤维的最大力和抗弯刚度最大,在相同条件下,Technora纤维更难被压弯;PBO纤维普通丝的抗弯刚度远大于高模量丝的抗弯刚度;直径相同的条件下,芳纶1414纤维的最大力、等效弯曲模量及抗弯刚度明显高于芳纶1313纤维;超高分子量聚乙烯纤维的压缩弯曲曲线变化趋势最明显。     

UHMWPE/HDPE/纳米SiO2共混体系的毛细管挤出流变行为

采用毛细管流变仪,研究了超高分子量聚乙烯(UHMWPE)/高密度聚乙烯(HDPE)/纳米二氧化硅(SiO2)共混体系,及其对照组的流变行为和挤出过程中的不稳定流动现象,分析了共混物发生鲨鱼皮畸变和整体破裂的临界剪切应力和临界剪切速率的变化情况。结果表明,经过偶联剂改性的纳米SiO2粒子,在PE基质的共混体系中存在一定的界面黏附作用,降低了纳米共混体系的挤出胀大比,弹性特征减轻。这种界面相互作用限制了纳米共混材料在口模区域的黏性流动以及分子链离开口模后的构象恢复,降低了发生流动不稳定现象的临界剪切速率,发生鲨鱼皮畸变的临界剪切应力增大,整体破裂后,形成交替出现"鲨鱼皮-破裂"的振荡性变化外观。     

Improving toughness of ultra-high molecular weight polyethylene with ionic liquid modified carbon nanofiber

Ionic liquids (ILs) with long alkyl substituted groups, including 1-docosanyl-3-methylimidazolium bromide (IL-1) and 1-docosanyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate (IL-2), were synthesized and used to modify the surface of carbon nanofibers (CNF). The nanocomposite film prepared by solution-blending of ionic liquid modified CNF (i-CNF) and ultrahigh molecular weight polyethylene (UHMWPE) displayed better toughness when compared with pure UHMWPE even at very low concentrations (e.g. 0.4 wt%). The effect of ionic liquids on the elongation-to-break ratio of this nanocomposite system was investigated. The ionic liquid with hexafluorophosphate as the anion was more efficient to increase the toughness of UHMWPE due to the improved compatibility of IL with UHMWPE in the polymer matrix than that of the bromide. The rheological behavior of molten nanocomposites revealed that the storage modulus and the complex viscosity decreased with increasing ionic liquid content in the high frequency region. However, a reverse trend was observed when the frequency was less than 0.05 s⁻¹. In-situ monitoring in the change of crystallinity of the nanocomposite during tensile deformation suggested a mechanism of sliding between UHMWPE crystal regions and the surface of carbon nanofibers.     

UHMWPE纤维纬编针织复合材料的制备工艺研究

以超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维为原料,实现其在电脑横机上的编织,将6层纬平针织物、6层罗纹织物以及6层畦编织物分别通过真空辅助树脂传递模塑成型技术(VARTM)复合成复合材料板。VARTM工艺的最大优点是模具简单、成本低、模具抽真空形成负压使纤维与树脂分布更均匀。综合考虑UHMWPE纤维特点及VARTM工艺的工艺条件,实验用树脂为粘度低、浸润性好的环氧树脂;为使制备的复合材料均衡对称,采用(0°,90°)3s铺层方式;成功制备出了比较理想的纬平针、罗纹和畦编UHMWPE纤维纬编针织增强复合材料,为后续UHMWPE纤维纬编针织复合材料力学性能的研究及其拓展领域的应用奠定了一定的理论和实验基础。     

超高分子量聚乙烯在人工髋关节中的摩擦磨损研究

超高分子量聚乙烯(Ultra-high molecular weight polyethylene,UHMWPE)的磨损是导致人工髋关节失效的重要原因之一。介绍了UHMWPE体外摩擦的磨损机理和改性方法,阐述了一些研究摩擦磨损的试验手段,如髋关节模拟机的研究、润滑体系、磨损的测定、磨屑的评价、有限元分析等,提出了UHMWPE在目前临床应用上亟待解决的问题。     

PP/UHMWPE及含有不同添加剂共混物的研究

采用超高分子质量聚乙烯对聚丙烯进行改性,同时采用了3种不同的添加剂PP-MAH、LLDPE、SBS,希望能进一步提高改性效果。通过两次熔融混合制备PP/UHMWPE及含有不同添加剂的共混物,对其力学性能进行测试及表征。实验结果表明,UHMWPE在基体中形成物理交联的网络结构,可在冲击作用下吸收、传递大量的冲击能,从而有...     

超高分子量聚乙烯微孔滤材的成型及应用

介绍了聚合物颗粒烧结法、热致相分离法、无机物颗粒填充法、熔融挤压拉伸法等制备超高分子量聚乙烯微孔材料的成型方法及超高分子量聚乙烯微孔材料的应用情况.通过分析各种制备方法的成孔机理和加工工艺,阐述了其各自的适用范围,并提出了今后制备超高分子量聚乙烯微孔材料的工艺发展方向.     

UHMWPE多孔材料的烧结温度和微观形态研究

利用粉末烧结法制备超高摩尔质量聚乙烯(UHMWPE)开孔多孔材料,综合运用差示扫描量热法(DSC)和力学拉伸试验两种实验方法,有效确定UHMWPE多孔材料的烧结温度范围;利用打描电镜研究了不同原料粒径制备的UHMWPE多孔材料的微观形态.实验结果表明:粉末烧结法制备UHMWPE多孔材料最合适的烧结温度范围为143～149℃;压制烧结后材料内部存在大量空间分布并相互连通的微通道,微通道的大小随原料粒径的减小而减小.