常压氩等离子体改善超高分子量聚乙烯纤维的界面性能

 改变低温常压氩等离子体处理条件,考察处理后超高分子量聚乙烯纤维束强度与环氧树脂层间剪切应力与各变化因子的关系曲线,通过比较性能的变化,研究氩等离子体处理条件对纤维界面性能的影响。观察处理后纤维束纵向的微观结构,测试用最优化工艺参数处理的纤维束制成的纤维增强复合材料的单向性能,进一步论述等离子体处理对纤维束黏合性能的影响。     

等离子体处理工艺对UHMWPE纤维拉伸性能的影响

以1 600 D超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维为原料,采用APP-350型常压等离子体混合处理设备对纤维进行表面处理,处理工艺包括电压(150、175、200 V)和时间(60、70、80、90、100、110 s);以水性聚氨酯(PU)、无水乙醇组成树脂体系,与处理前后的UHMWPE纤维复合制成UHMWPE/PU复合材料。利用Instron 3385H型万能材料试验机对处理前后的UHMWPE纤维及复合材料进行拉伸性能测试,重点分析了等离子体处理工艺(电压、时间)对UHMWPE纤维拉伸性能的影响规律。采用KYKY-2800B型SEM观察纤维的微观形貌变化。通过JC2000C型接触角测量仪测试纤维的接触角。结果表明:等离子体处理对UHMWPE纤维表面有明显的刻蚀作用;纤维接触角与拉伸性能均随着电压、时间的增加而下降;等离子体处理的UHMWPE/PU复合材料的拉伸性能明显好于未经处理的复合材料。     

超高分子量聚乙烯纤维复合材料界面性质的研究进展

从提高超高分子量聚乙烯纤维与基体的粘接性入手,详细介绍了超高分子量聚乙烯纤维的各种表面处理方法,如等离子体处理、电晕放电和化学氧化等,同时介绍了目前超高分子量聚乙烯纤维复合材料常用的聚氨酯类、乙烯酯类树脂体系的特点和应用现状及前景。     

PPy-UHMWPE纤维结构与性能的研究

针对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维与树脂界面黏结性能较差的问题,以三氯化铁为氧化剂,采用液相沉积聚合方法制备了聚吡咯-超高分子量聚乙烯（PPy-UHMWPE）复合纤维,然后将微滴直径在300-700μm的环氧树脂滴在纤维上,并对纤维/微滴试样进行拉出实验。结果表明,经吡咯沉积聚合后,PPy-UHMWPE纤维与环氧树脂的界面剪切强度有较大提高,约为未处理纤维与环氧树脂界面剪切强度的3倍。通过SEM、FTIR、DSC、DMA研究处理前后纤维表面形貌和结构的变化,表明在PPy-UHMWPE复合纤维中,PPy与UHMWPE分子链间无化学键作用,PPy-UHMWPE纤维的熔融峰为单峰,且熔点略有下降。     

UHMWPE／LLDPE冲击性能与界面强度关系研究

超高分子量聚乙烯（Ultra—highmolecularweightpolyethylene,UHMWPE）纤维因其高强高模、断裂伸长适中、低密度、高应变波速等优点,成为目前抗冲击领域中应用的一种最有竞争力的高性能纤维。文章探讨了UHMWPE纤维增强线性低密度聚乙烯（LLDPE）复合材料的制备工艺,并对其抗冲击性能进行研究。通过分析不同数值体积含量UHMWPE／LLDPE复合材料抗冲击性能,建立UHMWPE／LLDPE复合材料抗冲击性能与其纤维／树脂界面粘接强度的之间的联系。     

超高分子量聚乙烯纤维在防弹、防刺材料方面的应用

介绍了超高分子量聚乙烯纤维的力学性能和在防弹、防刺材料方面的应用。重点介绍了超高分子量聚乙烯纤维在制造防弹、防刺材料方面的结构形式,以及不同结构形式对防弹、防刺性能的影响。简述了测试超高分子量聚乙烯纤维防弹、防刺材料性能的方法。     

高性能纤维纬编针织物增强复合材料研究进展

对高性能纤维纬编针织物增强复合材料所用纤维、组织结构和成形工艺进行分析。指出目前应用较多的高性能纤维有玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维、超高分子量聚乙烯纤维等,等离子体改性、超声波浸渍改性、化学沉积改性处理方法能够有效提高这些纤维的界面结合力。常用的纬编针织物结构主要有单面纬平针、双面罗纹及其变化组织,其中1+1变化纬平针制备的纬编针织物增强复合材料中高性能纤维体积含量较高。成形工艺多采用手糊成形、模压成形、树脂传递模塑成形和铺层成形工艺。该研究可为提升高性能纤维纬编针织物增强复合材料整体性能提供参考。     

超高分子量聚乙烯纤维表面改性研究进展

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维因具有高强高模低密等优异性能而受到广泛关注,但由于纤维表面惰性大、缺乏极性基团,导致其与树脂基体的黏结力低,限制了其在复合材料领域中的应用,因而需通过表面改性来提高其界面性能。本文综述了UHMWPE纤维表面改性的最新进展,介绍了UHMWPE纤维增强复合材料的界面性质及增强机理;概述了等离子体改性、辐照接枝改性、氧化刻蚀以及电晕改性和涂层改性等方法,并分析了这些技术的优势和局限性;最后,提出对UHMWPE纤维未来研究方向的展望。     

染苑精粹

羊毛纤维经常压等离子体处理后的物理性能2011001羊毛针织物经氩等离子体和常压等离子体处理后,测试其起球、顶破强力、导热、透气等性能,并用扫描电子显微镜分析比较了处理前后织物     

常压等离子体处理后超高模量聚乙烯的老化

研究了常压等离子体处理后,超高模量聚乙烯纤维的老化过程。超高模量聚乙烯纤维经等离子体处理后,被贮存在湿度为0,温度分别为-80℃、25℃的环境中,和温度为25℃,湿度分别为0、100%的环境中。测试老化时间分别为0,7,15和30天时,试样的层间剪切力以及接触角。经等离子体处理后,超高模量聚乙烯纤维的层间剪切力比未处理纤维高3~4倍。老化过程中,温度越高,湿度越大,纤维的层间剪切力下降速度越快。等离子体处理后,超高模量聚乙烯纤维的接触角由128°降至73°。老化过程中,接触角逐渐增大,但始终低于未处理纤维。湿度越高,接触角的增大速度越快。     

氧气等离子体处理对超高分子量聚乙烯纤维力学性能的影响

探讨氧气等离子处理对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维力学性能的影响。通过SEM分析处理前后纤维表面形貌的变化,并分别改变等离子处理时间、反应功率及氧气压强,研究各因素对纤维力学性能的影响程度。试验结果表明:经氧气等离子处理后,UHMWPE纤维表面因等离子刻蚀作用而变得粗糙,纤维表面能提高,纤维断裂强度较未处理时有一定的降低,而断裂伸长率有所增加。     

超高分子量聚乙烯纤维的热力学稳定性能

针对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维熔点低、易蠕变等不足,以油田井下作业环境为测试条件,研究了UHMWPE纤维在干热和湿热状态下的力学稳定性能,借助差示扫描量热仪、热重分析仪、扫描电子显微镜、X射线衍射仪和电子能谱分析仪,表征并分析了UHMWPE纤维的热学性能和微观结构。结果表明:UHMWPE纤维表面在热和处理液的刻蚀作用下产生明显的沟槽;在相同的温度下处理,湿热状态下纤维的力学性能损失比干态下小,尤其在70 ℃下湿热连续处理30 d,纤维强力下降率基本控制在6%以内;对纤维进行干热处理,当温度接近纤维熔点时,随着温度的升高,纤维强力下降明显,140 ℃下干热处理1 h,强力最大下降率达19.87%。     

超高分子量聚乙烯纤维在防弹和防刺材料方面的应用

介绍了超高分子量聚乙烯纤维的力学性能及其在防弹和防刺材料方面的应用,包括超高分子量聚乙烯纤维制造防弹和防刺材料的结构形式、不同结构形式对防弹和防刺性能的影响,以及目前超高分子量聚乙烯纤维防弹和防刺材料性能的测试方法。     

超高分子量聚乙烯纤维的无卤阻燃整理

为提高超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维的阻燃性能,采用兼具阻燃和抑烟作用的氢氧化镁包覆碳微球(MH-CMSs)作为阻燃剂,以钛酸四丁酯和亚磷酸三苯酯作为活化剂,依次通过除杂—活化—浸轧—烘焙的方法对UHMWPE纤维进行阻燃改性。测试了纤维的阻燃性能、力学性能以及热稳定性,研究其阻燃作用机制。结果表明:该方法能在不损害UHMWPE纤维力学性能的同时有效提高其阻燃性能;与纯UHMWPE纤维相比,经阻燃整理后得到的FR-UHMWPE纤维的极限氧指数(LOI值)可提高36%以上,峰值热释放速率降低幅度达39.3%,且纤维的发烟和熔滴现象也得到改善,火灾危险性显著降低;FR-UHMWPE纤维表现出凝聚相阻燃机制,阻燃整理促进了UHMWPE热降解成炭,使其在燃烧时形成了致密连续的炭层,该炭层能有效阻止热与质的传递,从而起到阻燃作用。     

UHMWPE纤维及其非织造复合材料的制备与应用

超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维是继碳纤维、硼纤维、芳纶之后的第四大高强纤维。文章综述了UHMWPE纤维的发展情况、生产工艺、性能、非织造复合材料的加工方法及二者的应用。     

典型铺设角度UHMWPE/LDPE复合材料的声发射特性比较

采用声发射技术,通过测定声发射事件数—幅度、声发射能量—幅度参数关联图,对几种典型纤维铺设角度(0°、10°、45°、90°)的UHMWPE/LDPE复合材料拉伸断裂过程中的损伤类型及特征进行了分析和比较。实验结果表明:纤维的铺设角度决定了材料的拉伸强度,不同的铺设角度对应着不同的损伤破坏过程和声发射特征。     

高疏水染料结构对超高分子量聚乙烯纤维染色性能的影响

为解决超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维难以上染的问题,筛选出结构平面性良好的高疏水染料对UHMWPE纤维进行染色。通过染色后纤维K/S值、染料与纤维的亲和力、分配系数、染色热和染色熵等热力学参数的测定,研究了高疏水染料结构中疏水基团数目及其链长、硝基等强极性基团对纤维染色性能的影响规律,并分析了染料溶解度参数对其与纤维染色性能之间的相关性。结果表明:高疏水染料对UHMWPE纤维染色可获得高表观深度;染料的疏水性及其溶解度参数是影响其对UHMWPE纤维染色性能的重要因素;就染料母体结构而言,偶氮结构较蒽醌结构对UHMWPE纤维易于获得良好的染色性能。     

热状态下UHMWPE纤维的力学性能

 主要研究热状态下,在一定时间范围内,温度和外力对UHMWPE纤维力学性能的影响.结果表明：随着温度的升高,纤维的强度、断裂伸长、模量以及断裂功都有不同程度的下降.特别是断裂功和强度的下降最为明显,但纤维的断裂伸长随温度的变化不大．用光学显微镜观察到,不同温度下,纤维纵向拉伸断裂处的形态也不同.随着温度的升高,纤维在断裂处不再出现因大分子之间作用力损失而产生的微原纤现象,在拉伸断裂处出现了细颈和微孔.实验表明UHMWPE纤维抗热应力破坏性能很差,温度越高,纤维越容易被破坏.     

捻度对超高分子质量聚乙烯纱线可编织性的影响

为了改善高性能纱线超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纱线的可编织性,对平行的超高分子量聚乙烯纤维束进行加捻,分别是100捻/10cm,125捻/10cm,150捻/10cm。分析了无捻、加捻后的纱线因其集束性的影响在袜机上编织纬平针织物的外观,无捻、加捻后纱线的弯曲刚度,以及加捻后的纱线和织物中纤维的损伤程度,探讨加捻对可编织性的影响。结果表明,加捻对超高分子量聚乙烯纱线可编织性有较大的影响,加捻可以提高其集束性,降低弯曲刚度,但是对单纤维的损伤有所增加,因此选择适当的捻度可以使得超高分子量纱线的可编织性最佳。     

热状态下UHMWPE纤维的力学性能

主要研究热状态下,在一定时间范围内,温度和外力对UHMWPE纤维力学性能的影响.结果表明:随着温度的升高,纤维的强度、断裂伸长、模量以及断裂功都有不同程度的下降.特别是断裂功和强度的下降最为明显,但纤维的断裂伸长随温度的变化不大.用光学显微镜观察到,不同温度下,纤维纵向拉伸断裂处的形态也不同.随着温度的升高,纤维在断裂处不再出现因大分子之间作用力损失而产生的微原纤现象,在拉伸断裂处出现了细颈和微孔.实验表明UHMWPE纤维抗热应力破坏性能很差,温度越高,纤维越容易被破坏.