连续表面处理超高分子量聚乙烯纤维的研究

用不同方法对超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维进行连续表面处理,研究了不同处理液和处理工艺对UHMWPE纤维增强复合材料界面粘结强度的影响.用扫描电子显微镜、偏光显微镜等方法,分析了处理前后纤维表面性能、表面形貌的变化.研究结果表明,经过表面处理后,纤维在保持原纤维力学性能的同时,与树脂的粘结性得到很大的提高.     

等离子体表面处理改善超高分子量聚乙烯纤维表面粘接性能

超高分子量聚乙烯纤维(UHMW-PE)由于结构特性导致其粘接性很差,给高性能轻型复合材料的研制带来困难。本实验采用低温等离子体以及铬酸等对各种拉伸比的UHMW-PE纤维进行表面改性,通过纤维拔出环氧树脂基体测界面粘接强度,利用SEM观察研究了界面脱粘机理。结果表明:经等离子体处理后。界面粘接强度可提高四倍以上,其大小与纤维拉伸比及等离子体处理参数均有关;界面产生的裂纹在纤维内部沿纤维方向扩展,拔出后纤维表面层被剥掉;等离子体处理方法与化学表面处理方法相结合。可望进一步提高界面粘接强度。     

等离子体表面处理对超高分子量聚乙烯纤维表面能的影响

UHMW-PE纤维经等离子体进行表面处理后,极大地改善了纤维与环氧树脂基体间的粘接性能。本实验通过对处理前后的纤维表面能变化的研究,从浸润的角度对粘结性能改变的机理作了第一步讨论。结果表明:等离子体处理大大提高了纤维的表面能,从而使得纤维具备了粘接性能改善的前提条件——能被环氧树脂所浸润。     

超高分子量聚乙烯纤维拉伸性能改进

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)添加纳米氧化铝(NAL),酸蚀纳米氧化铝(ATNAL)及功能化纳米氧化铝(FNAL)可制得拉伸性质更优异的复合纤维。正如傅里叶红外光谱分析中所述,在功能化过程中马来酸酐接枝聚乙烯(PEg-MAH)分子成功接枝在ATNAL表面,使得FNAL样品比表面积数值明显增大。当添加极少量的FNAL时,UHMWPE/FNAL(F100Aax%-81PEg-MAHzy)初丝拉伸性能得到明显增强。本文对UHMWPE/NAL,UHMWPE/ATNAL及UHMWPE/FNAL初丝热学性质及拉伸性质进行分析,并研究纳米氧化铝对纤维拉伸性质的影响。     

超高分子量聚乙烯纤维的发展及需求应用

介绍了超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维的国内外产业发展史、需求及应用状况,指出UHMWPE纤维产业受国家多个行业政策鼓励及扶持,前景广阔。     

超高分子量聚乙烯纤维及其复合材料的性能

概述超高分子量聚乙烯纤维的性能,并对超高分子量聚乙烯纤维的表面处理,复合材料基体的选择、混杂纤维对复合材料性能的影响进行综述。     

超高分子量聚乙烯纤维混凝土静态力学性能研究

纤维混凝土较普通混凝土具有更加优异的阻裂、增强和增韧效果,能更好地满足现代混凝土工程设施的要求。作者以高强、高弹模、低密度的捻制超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维作为增强体,试验研究一种新型纤维混凝土的准静态力学性能。通过改进制备流程,研制C70等级的4种纤维体积掺量纤维混凝土,通过劈裂抗拉、立方体抗压和棱柱体轴心压缩试验,研究纤维掺量对混凝土强度和变形性能的影响。最后,试验结果与未处理UHMWPE纤维混凝土及聚丙烯纤维混凝土进行对比。结果表明:改进的制备工艺提高了纤维在混凝土中的分散均匀性,改善了混凝土的和易性;纤维使混凝土试件破坏时保持了良好的整体性,避免了大量碎块的脱落;UHMWPE纤维显著提高了混凝土劈裂抗拉强度,当纤维掺量为0.3%~1.0%时,强度提高率为47.2%~78.6%;纤维对混凝土单轴抗压强度作用不明显,但极大改善了残余抗压强度;压缩峰值应变及泊松比随纤维掺量增加而增大,弹性模量则相反,压缩韧性指数ηc15.5为素混凝土的1.40倍~2.53倍;捻制UHMWPE纤维较其他两种纤维更加显著地改善了混凝土的劈裂抗拉强度,并对单轴抗压强度有一定的增强效果。     

超高分子量聚乙烯纤维防弹复合材料的研究

讨论了不同基体种类、不同结构超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维复合材料的防弹性能。实验结果表明：聚氨酯(PU)和低密度聚乙烯(LDPE)均可以作为UHMWPE纤维防弹复合材料的基体使用；正交辅层结构为UHMWPE纤维防弹复合材料的首选结构。另外，还研究了基体含量、模压工艺对UHMWPE纤维复合材料防弹性能的影响，确定以LDPE为基体时其最佳基体含量在26％左右，同时指出模压工艺对复合材料的防弹性能无显著相关性。     

超高分子量聚乙烯冻胶纤维伸流变性能的研究

本通过恒速拉伸测力仪探讨了超高分子量聚乙烯冻胶纤维的拉伸流变性质，发现它的表现拉伸粘度，ηｅ与拉伸形变速率ε之间的关系曲线因温度和拉伸倍数λ的不同可分为三种类型。三种曲线均在ε＝０．００５ｓ＾－１左右发生了重大转析，说明ε＝０．００５Ｓ＾－１处于聚乙烯冻胶纤维在拉伸时，大分子链缠结与解缠这对矛盾的关节点。不仅ηｅ与ε的曲线在此处发生重大转折，而且拉伸应力σｅ与ε的关系曲线也在此处出现极大值。实验     

超高强聚乙烯纤维的表面改性研究

本文针对超高强聚乙烯（ＵＨＭＷ－ＰＥ）纤维与热固性树脂的粘接性较差的问题，对ＵＨＭＷ－ＰＥ纤维进行共混改性和化学试剂表面改性，结果表明，用铬酸洗液对ＵＨＭＷ－ＰＥ纤维进行表面处理，是改善ＵＨＭＷ－ＰＥ纤维与环氧树脂粘接性较为有效的方法。     

超高强聚乙烯纤维的表面改性研究

本文针对超高强聚乙烯（ＵＨＭＷ－ＰＥ）纤维与热固性树脂的粘接性较差的问题，对ＵＨＭＷ－ＰＥ纤维进行共混改性和化学试剂表面改性．结果表明，用铬酸洗液对ＵＨＭＷ－ＰＥ纤维进行表面处理，是改善ＵＨＭＷ－ＰＥ纤维与环氧树脂粘接性较为有效的方法     

用于增强复合材料的聚乙烯纤维表面改性技术

对复合材料要求增强纤维表面具有良好黏合力. 针对这一情况,详细综述了提高超高分子质量聚乙烯纤维表面润湿性的各种改性技术的发展状况,并对各种方法的作用机理、影响因素和工业化实施的可行性进行了比较;同时介绍了改性纤维的性能表征方法.     

超高分子量聚乙烯纤维混凝土静态力学性能研究 “研究生论坛”稿件

纤维混凝土较普通混凝土具有更加优异的阻裂、增强和增韧效果,能更好地满足现代混凝土工程设施的要求。本文以高强、高弹模、低密度的捻制超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维作为增强体,试验研究了一种新型纤维混凝土的准静态力学性能。通过改进制备流程,研制了C70等级的四种纤维体积掺量纤维混凝土,通过劈裂抗拉、立方体抗压和棱柱体轴心压缩试验,研究了纤维掺量对混凝土强度和变形性能的影响。最后,试验结果与未处理UHMWPE纤维混凝土及聚丙烯纤维混凝土进行了对比。结果表明：改进的制备工艺提高了纤维在混凝土中的分散均匀性,改善了混凝土的和易性;纤维使混凝土试件破坏时保持了良好的整体性,避免了大量碎块的脱落;UHMWPE纤维显著提高了混凝土劈裂抗拉强度,当纤维掺量为0.3%~1.0%时,强度提高率为47.2%~78.6%;纤维对混凝土单轴抗压强度作用不明显,但极大改善了残余抗压强度;压缩峰值应变及泊松比随纤维掺量增加而增大,弹性模量则相反,压缩韧性指数ηc15.5为素混凝土的1.40倍~2.53倍;捻制UHMWPE纤维较其他两种纤维更加显著的改善了混凝土的劈裂抗拉强度,并对单轴抗压强度有一定的增强效果。     

多巴胺仿生修饰PVDF微滤膜的制备及性能

为了提高PVDF微滤膜的亲水性和抗污染性能,通过浸没沉淀相转换法制备聚偏氟乙烯(PVDF)微滤膜,利用多巴胺超强的黏附性及易自聚形成聚多巴胺(PDA)的优势,对PVDF微滤膜进行表面涂覆改性,并通过ATR-FTIR、SEM和抗污染性能测试等方法探究PVDF微滤膜的性能.结果表明:通过涂覆的方法成功地将PDA沉积在PVDF微滤膜表面,改善了PVDF微滤膜表面亲水性和抗蛋白吸附性能,水接触角从纯PVDF膜的95°降低至改性膜的44°,对BSA蛋白的截留率为96.5%,通量恢复率(FRR)从纯PVDF微滤膜的43.26%增加到改性膜的77.73%.     

纳米蒙脱土的制备及在超高分子量聚乙烯中的应用

采用插层聚合方法,用苯乙烯(ST)、丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)等单体,对蒙脱土进行了层间改性,并与聚合物共混挤出制备了纳米复合材料。通过X射线衍射仪、转矩流变仪、红外光谱仪等仪器,对改性蒙脱土的层间结构进行的表征可知,随着单体插层、层间聚合、熔融共混的进行,蒙脱土的层间距从1.470 nm逐渐增大至2.643 nm,最终消失,表明蒙脱土发生了层间剥离,与子聚合物形成了纳米复合材料;改性前后蒙脱土的红外谱图在1465~1440 cm-1和2910~2830 cm-1处的特征峰发生了明显的变化,这从分子结构上证明了蒙脱土的改性。同时比较了添加不同改性蒙脱土的超高分子量聚乙烯的扭矩变化,3种单体改性的蒙脱土均能有效降低聚合物扭矩,其中苯乙烯单体插层聚合改性的蒙脱土对聚合物体系扭矩影响最大。     

超高分子质量聚乙烯纤维织物表面紫外接枝改性的影响因素研究

采用UHMWPEF与碳纤维混杂复合,可有望解决碳纤维复合材料应用过程中的高成本问题.为了提高UHMWPEF与碳纤维混杂复合材料的界面强度,采用紫外辐照接枝方法对UHMWPEF织物表面进行改性,考察了不同接枝条件对织物改性的影响.实验结果表明:接枝方法、接枝单体、引发剂、除氧剂和紫外辐照时间等因素的变化都可明显改变UHMWPEF织物表面接枝率;UHMWPEF与碳纤维混杂复合材料的层间剪切性能也明显提高.