成核剂对PE-HD改性PE-UHMW性能的影响

研究了硬脂酸钙、滑石粉、山梨醇类成核剂(TH-3998)及自制稀土类复合成核剂(REC)对高密度聚乙烯(PE-HD)改性超高相对分子质量聚乙烯(PE-UHMW)性能的影响。结果表明,REC对PE-UHMW/PE-HD体系的性能影响显著。当其含量为0.4%时,拉伸强度为31.5MPa,比不含成核剂时的27.5MPa增加了14.5%;冲击强度为153.7kJ/m2,比不含成核剂时的136.0kJ/m2增加了13.0%,与纯PE-UHMW的性能相差无几;摩擦系数由不含成核剂时的0.19894降低到了0.18121;SEM表明其结晶形态为摺叠扭曲形波浪起伏结构。     

导热PE-HD／SiC复合材料的制备及性能研究

将碳化硅（SiC）粒子和高密度聚乙烯（PE—HD）经粉末混合后制得导热复合材料。研究了SiC粒子分散状态及含量对复合材料热导率、热阻、力学性能及电绝缘性能的影响，探讨了SiC粒径对热导率的影响。结果表明：复合材料中SiC粒子围绕在PE—HD粒子周围，形成了特殊的网状导热通路；随SiC粒径增加，热导率降低；在填料体积分数为30％时，复合材料热导率、热阻、拉伸强度及冲击强度、体积电阻率和介电常数分别为1．05W／（m·K）、0．75K／W、15MPa、13．2kJ／m^2、4．6×10^15 ·Ω·cm和3．03。此外，使用少量的氧化铝（Al2O3）纤维替代SiC组成混杂填料增强的材料各项性能均得到改善，并且与纯PE-FID相比具有优良的热传导能力。     

PE-HD／PANi／EG复合材料的制备

用过硫酸铵氧化原位聚合法成功制备了聚苯胺/膨胀石墨(PANi/EG)导电复合填料,用溶液法对高密度聚乙烯(PE-HD)填充复合,制备出PE-HD/PANi/EG复合材料,实现了PE-HD由绝缘体向半导体的转化。通过X射线衍射、扫描电镜、电导率测量对材料进行了表征,结果表明:PANi/EG复合填料XRD表征初级粒子尺寸小于28nm,SEM表征聚集体粒子尺寸约500nm左右,电导率高于0.5S/cm;复合导电填料质量分数为5%时,电导率达到10-10S/cm,接近抗静电材料的要求。     

三维编织PE-UHMW纤维增强PMMA复合材料的力学性能研究

采用真空浸渍法制备了三维编织超高相对分子质量聚乙烯(PE-UHMW3D)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)复合材料，重点研究了该复合材料的力学性能、纤维体积含量对复合材料力学性能的影响以及吸湿前后力学性能的对比。研究表明，PE-UHMW3D/PMMA复合材料具有较好的冲击强度。纤维经表面处理后，其弯曲强度、弯曲模量、横向和纵向剪切强度均有不同程度的提高，冲击强度略有下降。随着纤维体积含量的增加，横向剪切强度增加，纵向剪切和弯曲强度增加到一定程度反而下降。吸湿平衡后的力学性能有所下降。     

混杂填充UHMWPE复合材料的摩擦与磨损性能

制备了多相混杂填充超高相对分子质量聚乙烯（UHMWPE）复合材料，研究其摩擦、磨损性能。结果表明，填料的加入可以缩短磨合期，延长稳定磨损期。多相混杂复合材料具有较低的摩擦因数，较好的耐磨性能。含质量分数为70％UHMWPE、质量分数为5％CF（碳纤维）、质量分数为10％PHBA（聚苯酯）、质量分数为15％PTW（六钛酸钾晶顺）的复合材料具有最好的性能，其摩擦因数低、磨痕宽度小、受摩擦速度和载荷的影响也比较小。磨损表面扫描电镜照片显示，纯UHMWPE表面较为粗糙，呈现粘着磨损和疲劳磨损特征，混杂填料试样表面光滑，不存在疲劳磨损特征。     

PE-HD-g-MAH对PA66/PE-UHMW共混物力学与摩擦学行为的影响

用马来酸酐接枝高密度聚乙烯（PE-HD-g-MAH）与聚酰胺66（PA66）/超高相对分子质量聚乙烯（PE-UHMW）共混制备了共混物,并利用扫描电子显微镜、动态机械分析仪、毛细管流变仪和傅里叶红外光谱分析对共混物的力学性能及摩擦学性能进行了研究。结果表明,加入PE-HD-g-MAH可以促进PA66和PE-UHMW的界面相容性,提高了共混物的拉伸、弯曲与冲击性能;随着PE-HD-g-MAH含量的增加,共混物的摩擦因数逐渐降低;加入PE-HD-g-MAH并未使共混物发生摩擦化学反应,共混物的磨损呈现疲劳磨损特征;加入PE-HD-g-MAH抑制了疲劳裂纹的增长,使得摩擦转移膜逐渐均匀。     

UHMWPE/CNTs复合纤维的制备及其性能研究

通过对碳纳米管(CNTs)进行纯化功能化处理,采用凝胶纺丝制备了UHMWPE/CNTs复合纤维;利用激光拉曼光谱研究了纤维中CNTs的取向排列、结晶结构,探讨了复合纤维的蠕变性能及力学性能。结果表明:经纯化和功能化的CNTs轮廓清楚,在白油中的分散稳定性大大提高,随着纤维拉伸倍数的提高,CNTs趋向于沿着纤维取向方向排列,纤维结晶度提高;随着CNTs含量的增加,复合纤维的拉伸强度和杨氏模量呈现先升高后下降趋势,而断裂伸长率和蠕变率逐渐下降;添加质量分数2%的CNTs的复合纤维同UHM-WPE纤维相比,其蠕变量降低,拉伸强度和杨氏模量分别提高了29.3%和18.9%。     

基于超高分子量聚乙烯及其复合材料摩擦学研究进展

综述了超高分子量聚乙烯(UHMWPE)及其改性复合材料的摩擦磨损规律的研究进展。传统方法改性对UHMWPE摩擦学性能的改善程度有限,而纳米粒子由于自身的表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应,使得纳米改性UHMWPE的摩擦学性能得到了很好的改善。     

纳米碳管/高密度聚乙烯复合材料性能的研究

应用熔融共混法制备纳米碳管／高密度聚乙烯复合材料。考查了纳米碳管含量及制备工艺对材料电性能和力学性能的影响。结果表明加入纳米碳管可以显著提高高密度聚乙烯的导电性，电阻率变化呈现渗流现象。渗流阈值在20％～25％之间，其电阻率下降8个数量级。随纳米碳管含量的增加复合材料的模量提高，断裂伸长率下降。经过对纳米碳管进行溶液浸润预处理，复合材料的导电性和力学性能均得到改善。     

PE-HD/CNTs/CB复合材料的导电行为研究

用溶液超声分散法制备了高密度聚乙烯/碳纳米管/炭黑(PE-HD/CNTs/cB)导电复合材料,研究了CNTs与CB的比例以及两者的总含量对复合材料导电行为的影响.结果表明,CNTs与CB以不同比例混合的试样其渗流阈值较PE-HD/CNTs高,比PE-HD/CB的低,CNTs与CB在材料内部可能形成了共同的导电网络;当其...     

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。     

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。     

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。     

（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。     

超高相对分子质量聚乙烯/碳纳米管复合纤维的制备

利用冻胶纺丝的方法制备了超高相对分子质量聚乙烯／碳纳米管(UHMWPE／CNTs)复合纤维,以高锰酸钾和硫酸为氧化剂对CNTs进行纯化处理,用DNZ-201钛酸酯对纯化处理后的CNTs进行功能化处理。采用TEM、SEM和FTIR对CNTs的形态、基团变化和CNTs在UHMWPE中的分散情况进行测试。结果表明,该氧化剂对CNTs的纯化有良好的效果,可以除去大部分附在CNTs上的杂质,产生了有利于功能化的有机基团;SEM和TEM测试结果表明,功能化处理后CNTs可以较为均匀地分散在UHMWPE基体中,没有出现明显的CNTs的团聚现象,而且使UHMWPE大分子排列趋于规整。     

EP/三维编织PE–UHMW纤维复合材料的摩擦磨损性能

以三维编织超高分子量聚乙烯(PE–UHMW)纤维为增强体,环氧树脂(EP)为基体,通过树脂传递模塑工艺制备了EP/三维编织PE–UHMW纤维复合材料,研究了纤维含量和载荷对复合材料摩擦系数与磨损率的影响,并采用扫描电子显微镜对复合材料磨损表面进行了分析。结果表明,随着纤维体积含量的增加,复合材料的摩擦系数和磨损率逐渐减小;随着载荷的增大,复合材料的摩擦系数逐渐减小,但磨损率增大;复合材料的磨损机制以粘着磨损为主。     

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。     

石墨烯及氧化石墨烯增强PE–UHMW复合材料进展

从力学性能、化学稳定性和摩擦学性能3个方面,叙述了石墨烯及氧化石墨烯增强超高分子量聚乙烯(PE–UHMW)复合材料的研究现状。根据PE–UHMW复合材料所表现出来的优异性能可知,新型复合材料拥有优异的力学性能,在不远的将来将会取代目前广泛使用的交联聚乙烯材料,并将获得举足轻重的地位。