超高相对分子质量聚乙烯/聚丙烯共混物研究进展

回顾了超高相对分子质量聚乙烯(PE-UHMW)与聚丙烯(PP)共混物的研究进展.介绍了PE-UHMW/PP共混物的制备方法,性能(加工流变性能、力学性能、摩擦磨损性能)及结晶和微观形态的研究现状,并展望了PE-UHMW/PP共混物的研究方向.     

聚乙烯/聚丙烯共混体系力学性能的研究

研究了线型低密度聚乙烯（LLDPE）／聚丙烯（PP）共混体系、高密度聚乙烯（HDPE）／PP共混体系、超高相对分子质量聚乙烯（UHMWPE）／PP共混体系的力学性能和熔体流动速率。结果表明，UHMWPE的增韧效果最好，在UHMWPE的质量分数为15％时体系的综合力学性能优异，当UHMWPE质量分数大于15％时，材料的综合性能开始下降。     

聚丙烯共混增韧改性研究

通过共混聚乙烯研究共聚聚丙烯的改性,考察了对其机械性能特别是冲击性能的影响。     

超高相对分子质量聚乙烯的加工技术

介绍了模压烧结，挤出，注射，固态成型加工，射频加工，反应成型等UHMWPE（超高相对分子质量聚乙烯）的加工方法，并指出了各种方法的优缺点。     

超高相对分子质量聚乙烯的研究进展

综述了近年来超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)的研究状况。Ziegler-Natta催化剂中的组分不同,用其制备的UHMWPE的相对分子质量不同,且随反应温度的提高,UHMWPE的相对分子质量降低,而提高反应压力可使UHMWPE的相对分子质量增加。非Ziegler-Natta催化剂体系中配体结构或活性中心不同,用其制备的UHMWPE的相对分子质量及其分布以及颗粒形态不同。结合我国实际情况,在引进国外先进经验和技术的同时,应加大对催化剂和适合加工产品需要的加工设备及技术的研发。     

聚丙烯/超高相对分子质量聚乙烯共混物的结晶动力学及发泡性能研究

采用差示扫描量热仪（DSC）对含有不同含量超高分子量聚乙烯（UHMWPE）的聚丙烯进行测试和表征,采用Ozawa方法、莫志深方法和Kissinger方法分析了该体系的非等温结晶动力学。利用自行研制的超临界流体挤出发泡实验装置,对含有UHMWPE的PP进行了超临界二氧化碳挤出发泡实验研究。结果表明：超高分子量聚乙烯的加入降低了PP的结晶活化能,含有UHMWPE的PP在较高的温度下开始结晶,且由于超高分子量聚乙烯大分子链的存在,与聚丙烯分子链发生缠结,阻碍聚丙烯分子链排入晶格,降低了结晶速率,结晶温区拓宽,有利于聚丙烯挤出发泡成型;加入UHMWPE后,PP的发泡效果明显改善,泡孔平均直径减小,泡孔尺寸分布更加均匀,PE-UHMW的含量为5份时,表观密度达到0.038g/cm-3。     

超高相对分子质量聚乙烯改性研究进展

综述了近年来超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)改性的研究进展。对超高相对分子质量聚乙烯的改性主要包括机械性能与加工性能两个方面。对其机械性能的改性方法包括化学改性和填充改性,加工性能的改性包括共混改性法和润滑剂改性法。     

超高相对分子质量聚乙烯接枝丙烯酸的制备

以丙烯酸为单体,采用γ射线辐照引发技术制备了超高相对分子质量聚乙烯接枝丙烯酸(UHMWPE- g-AA);利用傅里叶变换红外光谱和差示扫描量热法表征了接枝物的结构和热性能;用化学滴定法测定了接枝物的接枝率;研究了UHMWPE-g-AA对聚酰胺(PA)1010/UHMWPE-g-AA/UHMWPE共混物力学性能的影响。实验表明：接枝物在1716cm~(-1)处有明显的羰基特征吸收峰,说明AA分子确实被接枝到UHMWPE分子链上;接枝率随单体浓度、辐照剂量及辐照时间的增加而增加;加入UHMWPE-g-AA后,UHMWPE与PA1010的相容性得到了改善,PA1010/UHMWPE-g-AA/UHMWPE共混物的缺口冲击强度是PA1010/UHMWPE共混物的1.5倍,达到72J/m。     

超高相对分子质量聚乙烯注射成型技术

分析了超高相对分子质量聚乙烯(PE-UHMW)的流变性能和独特的口模流动特性以及PE-UHMW注射成型所存在的难点,据此研制出PE-UHMW专用注塑机(螺杆直径45 mm,长径比20),介绍了该机的性能和特点。初步讨论了PE-UHMW注射成型的配方及工艺参数如成型温度、注射压力和注射速度等对注射成型制品表观质量的影响。采用该机,以一模双腔模具成功地制得不同相对分子质量(相对分子质量从2．5×106到4×106以上)的试样, 其力学性能测试结果优良;同时还探讨了PE-UHMW注射成型制品的应用和市场前景。     

超高相对分子质量聚乙烯树脂的溶胀性能研究

通过自行设计的溶胀性能测试方法,讨论了超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)树脂的生产工艺、相对分子质量、树脂质量分数、粒径分布以及溶剂等因素对溶胀性能的影响。结果表明,不同厂家生产的UHMWPE树脂的溶胀性能有区别,随着相对分子质量增大,树脂的溶胀温度升高,溶胀时间变长;树脂质量分数提高,不利于树脂的充分溶胀;适当的粒径范围,能使树脂具有良好的溶胀性能;溶剂溶解性能的差异,对树脂的溶胀有较大的影响。     

PE-UHMW/PP共混物的流动、力学与耐磨损性能研究

将均聚型聚丙烯(PP)、耐磨助剂与超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)共混,制备了PE-UHMW/PP共混物,研究了PP含量及耐磨助剂对PE-UHMW/PP共混物流动、力学与耐磨损性能的影响。结果表明,PP能有效地改善PE-UHMW的流动性能,PE-UHMW/PP共混物的维卡软化点和热变形温度均随PP含量的增加而增加;加入耐磨助剂后,当PP的质量分数为50%时,共混物的拉伸强度达到最大,但断裂伸长率最小,且随PP含量的增加,PE-UHMW/PP共混物的冲击性能降低;PP降低了PE-UHMW的耐磨损性能,加入耐磨助剂后保持了PE-UHMW的高耐磨损性能且对共混物的流动和力学性能影响不大。     

（PE—HD／PE—LD）—g—GMA增容PC／PE—UHMW共混物的冲击性能与断面形态

采用反应挤出方法，制备了缺口冲击性能良好的(PE-HD／PE-LD)-g-GMA(甲基丙烯酸缩水甘油脂)增容PC／PE-UHMW共混物。当增容剂(PE-HD／PE-LD)-g-GMA用量为6份时，共混物的冲击强度达到最大值66kJ／m^2，比未增容PC／PE-UHMW提高了28．5kJ／m^2。冲击断面的SEM分析表明，增容剂的加入产生了反应性的增容效果，提高了两相之间的界面粘结力，促进了相的分散，对基体的剪切屈服形变有利，冲击性能得以改善。     

UHMWPE／UHMWPP冻胶体系的流变行为研究

研究了超高相对分子质量聚丙烯（UHMWPP）的加入对超高相对分子质量聚乙烯（umfwPE）冻胶体系粘性行为、非牛顿指数、结构粘度指数的影响。结果表明：UHMWPP在UHMWPE／UHMWPP共混体系中起到了润滑剂的作用,使体系的表观粘度降低,非牛顿指数升高,结构粘度指数下降。其中,UHMWPP添加量为5％时,冻胶体系的可纺性最佳。     

PE-UHMW／PE-HD／CNTs摩擦复合材料的制备及其摩擦学研究

主要研究了超高相对分子质量聚乙烯和高密度聚乙烯以及纳米碳管复合材料的制备工艺及其抗磨损性能，并系统地研究了复合材料中纳米碳管的质量份数、预处理方法以及摩擦对偶材料对复合材料摩擦性能的影响。结果表明，高密度聚乙烯的加入可以提高复合材料的流动性能；纳米碳管可以显著提高复合材料的抗磨损性能，其比磨损率随纳米碳管质量份数的增加而减小；对偶材料100Cr6对复合材料的比磨损率大于X5CrNil8—10；纳米碳管可以分散在复合材料中，但团聚现象仍然存在。     

熔纺PE⁃UHMW/PE⁃HD共混纤维的力学性能和晶体结构研究

通过熔融纺丝工艺制备了拉伸强度为1.13 GPa的超高分子量聚乙烯（PE?UHMW）/高密度聚乙烯（PE?HD）共混纤维。采用差示扫描量热仪（DSC）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、声速取向测试、纤维强度测试等方法研究了初生丝和纤维的晶体结构及力学性能。结果表明,将PE?UHMW与低熔体流动速率（MFR）的PE?HD共混后,提高了共混纤维的分子链取向度、结晶度及力学性能;由高度取向的分子链形成的晶粒可以在轴向上被有效拉伸,形成更规则和致密的晶体结构,从而提高了纤维的力学性能。     

超高分子量聚乙烯熔体流动性改性研究进展

介绍了超高分子量聚乙烯(PE–UHMW)的性能及成型方法,针对PE–UHMW熔体流动性差的缺点,综述了近年来PE–UHMW熔体流动改性所取得的新进展,分析了改性的原理,并指出了今后的发展方向。     

超高分子量聚乙烯固相接枝马来酸酐的研究

为了在超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)大分子链上引入极性基团,采用固相接枝法制备PE-UHMW接枝马来酸酐(MAH)(PE-UHMW-g-MAH),以二甲苯、十氢萘和白油为界面剂,过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,用接枝单体MAH对PE-UHMW进行接枝改性。通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)、酸碱滴定等测试方法对PE-UHMW-gMAH进行表征。讨论了界面剂种类及用量、引发剂及接枝单体用量、反应时间、反应温度等因素对反应接枝率的影响。最终选用二甲苯作为界面剂。由FTIR可知,MAH已接枝到PE-UHMW分子链上;当二甲苯、BPO和MAH用量分别为10,1.2,3份,反应温度为100℃,反应时间为4 h时,PE-UHMW-g-MAH的接枝率可达1.54%。     

热拉伸过程中PE–UHMW/PE–HD共混纤维的晶体结构演变

将超高分子量聚乙烯(PE–UHMW)与高密度聚乙烯(PE–HD)按照质量比为6︰4进行共混熔融纺丝,并对初生丝进行高倍热拉伸制得PE–UHMW/PE–HD共混纤维。利用广角X射线衍射、差示扫描量热、声速取向试验等方法研究了PE–UHMW/PE–HD共混纤维在热拉伸过程中的晶体结构演变过程。研究显示,随着热拉伸过程的进行,纤维的分子链沿纤维的轴向取向度逐渐增加,熔融峰温度逐渐升高,结晶度逐渐增加;沿径向的晶粒尺寸逐渐减小,而沿轴向的晶粒尺寸逐渐增加,即形成了更细长的晶粒;晶体的取向度逐渐增加。当拉伸倍数由1增大至6时,上述现象变化显著,当拉伸倍数由9增至15时,上述现象变化缓慢。与PE–HD共混后的纤维结晶度、晶体取向度和分子链取向度更高,晶粒更加细长。     

PA6/POE-g-MAH/PE–UHMW材料的制备及性能

以耐热改性组分尼龙6(PA6)为基体材料,超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)为综合性能平衡组分,增韧剂马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH)为相容剂,制得PA6/PE-UHMW/POE-g-MAH三元复合材料。研究结果表明,POE-g-MAH的加入可改善PA6的韧性,但降低了PA6的拉伸强度,随着POE-g-MAH加入量增加,PA6断裂伸长率逐渐增加,当添加量为30%时,断裂伸长率达到最大值397%,拉伸强度为39 MPa。PE-UHMW组分不仅提高了复合材料的拉伸强度和韧性,同时改善了其耐水解性能。当PA6∶POE-g-MAH∶PE-UHMW=70∶30∶10时,断裂伸长率提高至477%,拉伸强度为42 MPa。通过扫描电子显微镜分析观察复合材料的微观形态,发现在PA6基体中POE-g-MAH和PE-UHMW形成"核–壳"结构,对PA6韧性的提高起到了协同作用。