紫外辐照交联改性UHMWPE纤维的研究

选取不同生产阶段的超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维进行紫外辐照交联改性,探讨了正庚烷浸泡时间、交联剂浓度、紫外辐照时间等因素对交联效果、纤维力学性能及蠕变性能的影响.结果表明:UHMWPE纤维在正庚烷中的最佳浸泡时间为48 h;紫外光最佳辐照改性时间为6 min;与初生纤维和成品纤维相比,相同改性条件下冻胶纤...     

UHMWPE/CNTs复合体系及其纤维的研究进展

综述了超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、碳纳米管(CNTs)、UHMWPE/CNTs复合体系及其纤维的研究现状,以及CNTs的添加对UHMWPE/CNTs复合体系及其纤维性能的影响;添加CNTs可有效提高UHM-WPE的耐磨性、电学性能、力学性能以及UHMWPE纤维的抗蠕变性能和热稳定性能;指出CNTs对UHM-WPE改性过程中存在的主要问题是CNTs分散性差,CNTs的生产成本高,UHMWPE/CNTs的改性机理有待进一步深入,并进一步拓宽UHMWPE/CNTs复合体系及其纤维的应用领域。     

超高分子量聚乙烯纤维蠕变性能研究进展

介绍了超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维的蠕变机理及蠕变行为;综述了UHMWPE纤维抗蠕变改性方法,即物理改性方法(填充改性和多次拉伸法)和化学改性法(紫外线辐照交联法、硅烷偶联剂法、高能射线辐照法),讨论了各改性方法的工艺特点和处理效果,紫外线辐照交联法应用较为广泛;指出在UHM-WPE纤维抗蠕变性能的研究过程中,应注重改性的效率和成本,以尽快实现抗蠕变改性UHMWPE纤维工艺技术的工业化。     

超高分子量聚乙烯纤维蠕变性能改性研究

通过紫外线照射对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维进行交联改性。运用密度梯度法、声速取向测试及广角X射线衍射(WAXD)等手段测试分析了蠕变过程中纤维结晶度的变化和相变情况,并通过计算机编程对蠕变数学模型进行拟合,该方法可以快速、精确地拟合出材料的相关性能参数。拟合结果表明紫外照射处理的UHMWPE纤维普弹模量E_1略有降低,而高弹模量E_2、推迟时间τ和本体粘度η_3有一定的提高。说明紫外照射交联能改善纤维蠕变性能。     

UHMWPE纤维拉伸蠕变性能的测试方法

以线密度1 776 dtex超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维为例,采用电子式拉力机测试纤维的拉伸蠕变性能,探讨了操作条件对测试结果的影响。结果表明:UHMWPE纤维的预伸长率和蠕变伸长率随蠕变载荷、蠕变时间和拉伸速度的增大而增大,随纤维测试长度的增大而减小,其中,拉伸速度对纤维的蠕变性能测试有很大影响;建议对GB/T 19975—2005进行修改,对其中的拉伸速度、夹持长度进行限制。     

UHMWPE纤维表面改性技术的研究进展

超高相对分子质量聚乙烯（UHMWPE）纤维以其优异的性能而成为一种重要的高科技纤维品种，但由于本身的结构特点，导致纤维与基体之间的界面粘接性能较差而限制了其应用。通过液相氧化法、等离子体处理法等各种方法对UHMWPE纤维表面进行处理，可不同程度改善其界面粘结性能。本文详细介绍了UHMWPE纤维的表面改性方法及其进展。     

基于均匀设计的UHMWPE纤维拉伸蠕变性能的测试方法

以1 555 dtex超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维为例,采用均匀设计探讨了UHMWPE纤维蠕变性能测试方法,通过DPS分析软件对其结果进行多项式回归分析。结果表明:拉伸蠕变性能测试结果的回归模型相关系数为0.996 8,由模型得到的测试参数优化值分别为蠕变载荷210 N(纤维断裂载荷的50%),拉伸速度为197.670 5 mm/min,蠕变时间为70.917 2 min,测试长度为200.481 9 mm,蠕变伸长率为7.301 5%;在蠕变载荷为纤维断裂截荷的50%,拉伸速度为200 mm/min,蠕变时间为70 min,纤维测试长度为200 mm的实测条件下,测得纤维的蠕变伸长率为7.012%,与模型预测值有较好的对应,回归模型有较好的拟合性和稳定性。     

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维改性研究进展

从UHMWPE纤维改性目的出发,综述了通过等离子体、射线辐照、接枝聚合等手段改善UHMWPE纤维表面性能的各种方法.其中利用等离子体处理UHMWPE纤维,以及一些通过化学试剂引入反应性基团处理UHM-WPE纤维应用较为广泛.介绍了超高分子量聚乙烯常见的改性方法以及近几年来的研究进展,并对于UHMWPE纤维发展趋势做出展...     

几种热塑性增强塑料蠕变性能的研究

本文采用弯曲蠕变的方法,研究了国内常用的几种热塑性塑料及其增强塑料——聚砜、聚碳酸酯和聚丙烯。由分析得到下列初步看法:(1)这类材料具有粘弹性性能;(2)在这类热塑性塑料中加短切玻璃纤维能大大提高其抗蠕变性能,而且随着力作用时间的增加,提高得更大;(3)已知热塑性塑料的蠕变性能及其增强物含量,便可用与时间有关的混合律公式来估算相应的增强热塑性塑料的蠕变性能。     

紫外辐射接枝改性UHMWPE纤维表面的研究

采用紫外辐射接枝方法对超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维表面进行改性。探讨了单体种类及浓度、引发剂、抗氧剂、接枝方法等对UHMWPE纤维表面处理效果的影响,测试了以其作为增强材料的复合材料的层间剪切强度。结果表明:在有氧开放体系下,气相接枝效果好于液相接枝;丙烯酰胺单体的接枝效果优于其它单体;接枝率随接枝单体浓度和接枝时间的增加而增加。采用丙烯酰胺为接枝单体,在光强度为86μW/cm~2条件下,对UHMWPE纤维进行紫外辐射接枝改性,按照一定铺层方式制备的环氧基复合材料的层间剪切强度从未处理的14.59MPa提高到17.36MPa。     

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。     

UHMWPE纤维蠕变性能及其数学模型拟合

测试分析了超高相对分子质量聚乙烯 (UHMWPE)纤维的蠕变性能 ,研究了蠕变与温度、外加应力之间的关系。随环境温度的升高 ,纤维的恒蠕变速率增大 ,抗蠕变断裂时间变小 ,蠕变断裂伸长变大 ;随施加应力的增大 ,纤维的恒蠕变速率增大 ,抗蠕变断裂时间变小 ,蠕变断裂伸长变小。通过计算机编程拟合的蠕变曲线与实测蠕变曲线十分吻合 ,拟合出的材料相关参数与实际测量值相近。     

超拉伸UHMWPE纤维的结晶结构及其形成机理

采用冻胶纺丝-超拉伸技术纺制了超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维。利用小角X光散射(SAXS)、广角X射线衍射(WAXD)及拉曼光谱等测试手段,研究了拉伸过程中UHMWPE纤维的结晶结构变化。结果表明:随拉伸的进行,纤维非晶区中分子链逐渐参与了结晶,纤维SAXS强度减弱,纤维结构变得紧密规整;纤维结晶长周期及结晶度随拉伸倍数的增加而增大,并趋于平衡,拉伸30倍后,纤维结晶长周期约为50 nm,结晶度约为67.5％;纤维横向晶粒平均尺寸随拉伸倍数的增加而变小,拉伸30倍后,趋于平衡,而纤维晶粒c轴方向的轴向晶粒尺寸随拉伸倍数的增加而变大。     

UHMWPE纤维的熔融行为和结晶结构的研究

用DSC法研究了超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维的熔融行为。随着拉伸倍数提高,纤维经松弛状态下热处理后,其熔融峰数目由1个变为2个;而经部分张力和张力状态下热处理后,其熔融峰数目均由1个变为3个。熔融峰出现的位置可分为4个区:131-138℃,141-143℃,150-152℃,155- 157℃。松弛与张力状态下热处理纤维的主熔融峰不同,前者主要是正交晶系的熔融,后者则分别对应于正交晶相向六方晶相的转变和六方晶相的熔融。经热处理的UHMWPE纤维的DSC图谱表明,代表正交晶相向六方晶相转化的熔融峰面积均有所增大,同时纤维的拉伸强度均有提高,提高幅度达31.1%。     

低温等离子体对UHMWPE纤维的表面改性

运用自行研制的常压低温等离子体设备对超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维进行了表面处理,选用正交试验法通过润湿性测试优化出不同工作气氛下的工艺条件,采用强力测试、扫描电镜(SEM)和光电子能谱仪(XPS)分析了等离子体处理前后UHMWPE纤维的性能变化。结果表明,常压低温等离子体在Ar携带丙烯酸和Ar／O2的气氛下处理UHMWPE纤维,表面改性效果良好。特别是选用Ar／O2流量比100:1,处理速度为5．8 m／min,输出功率189 W,可满足连续化生产。