γ射线辐照对超高分子量聚乙烯结构与流动性能的影响

采用γ射线在室温、空气条件下对超高分子量聚乙烯进行辐照,采用傅立叶红外光谱、差式扫描量热法、特性牯度测定、熔体流动速率测定以及力学性能测试等手段研究了γ射线辐照对超高分子量聚乙烯（Ultra—high molecular weight polyethylene,UHMWPE）结构、流动性能以及力学性能的影响。研究结果表明,在室温下和空气中,通过γ射线辐照可在超高分子量聚乙烯分子链上引入含氧极性基团;UHMWPE经过γ射线辐照以后分子链发生降解,熔体流动速率增大,流动性得到改善;在一定辐照剂量范围内,γ射线辐照使UHMWPE的拉伸屈服强度及断裂伸长率增加,缺口冲击强度下降．     

辐射交联超高分子量聚乙烯热稳定性及蠕变性能

本文研究了γ射线对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)热稳定性和抗蠕变性能的影响规律.首先,将常规UHMWPE粉末通过硫化成型机热压成1 mm厚的板材,采用γ射线对板材样品进行辐照处理,研究辐照后样品的化学结构、热稳定性、微观形貌以及拉伸和蠕变性能的变化.结果表明:γ射线辐照后,熔点和结晶度增加,热稳定性提升,凝胶含量最高...     

γ射线辐照对超高分子量聚乙烯片材机械性能和结晶度的影响

采用钴源以剂量率为2.5 k Gy·h~(-1)的γ射线对超高分子量聚乙烯(Ultra-high Molecular Weight Polyethylene,UHMWPE)片材在空气、水、甲醇和乙醇氛围中进行了辐照,吸收剂量范围为0 200 k Gy。通过机械性能、凝胶含量、差示扫描量热仪(Differential Scanning Calorimetry,DSC)、傅里叶变换红外光谱仪(Fourier Transform Infrared Spectrometer,FTIR)等对不同辐照氛围中辐照前后UHMWPE样品进行了测试和表征。机械性能测试结果表明,在空气中UHMWPE的断裂伸长率随吸收剂量呈幂指数下降,同时屈服强度略有下降,而在水、甲醇、乙醇为辐照体系中UHMWPE的断裂伸长率随吸收剂量也是呈下降趋势,但下降的程度依次减轻,同时屈服强度基本保持不变;DSC测试结果显示,在空气氛围中,随着吸收剂量的增加,UHMWPE样品的初始熔融温度、熔点、结晶温度和结晶度逐渐降低;而在空气、水、甲醇和乙醇氛围中,UHMWPE样品的初始熔融温度、熔点和结晶度依次上升;红外光谱测试结果显示在空气中辐照,UHMWPE样品表面随着吸收剂量的增加其氧化程度加重,而在水、甲醇和乙醇中辐照UHMWPE分子链生成了不饱和的分子双键。     

超高分子量聚乙烯的辐照效应

通过密度测定和ＤＳＣ热分析，观测了超高分子量聚乙烯的辐射效应。实验结果表明：在吸收剂量０—１．１３ＭＧｙ范围内，密度随吸收剂量的增加而增大，熔化热和熔点也有所增加，特别是在低剂量范围内增加十分明显。以上结果都说明，超高分子量聚乙烯在辐照过程中，结晶在完善或有新的结晶形成     

γ辐照及热处理对拉伸高密度聚乙烯结晶度的影响

研究了在真空和空气中γ辐照对拉伸高密度聚乙烯结晶度的影响。结果表明：真空中辐照约２５０ｋＧｙ吸收剂量，拉伸ＨＤＰＥ的结晶随吸附剂量的增加而降低，然后吸收剂量的增加对其结晶度基本上无影响；而在空气中辐照至１０００ｋＧｙ的吸收剂量，拉伸ＨＤＰＥ的结晶度基本保持不变同时还研究了不同温度热处理对未辐照拉伸ＨＤＰＥ的结晶度影响，其结晶度首先随热处理温度的增加而迅速增加，约１２０℃时达到极大值。     

超高分子量聚乙烯纤维预辐照接枝丙烯酸甲酯

采用预辐照接枝的方法研究了丙烯酸甲酯（MA）单体在超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维表面的接枝聚合反应。考察了吸收剂量、单体浓度、接枝聚合反应温度对接枝率的影响。结果表明：UHMWPE纤维接枝MA的接枝率较高,最高可达约151％,接枝率随吸收剂量、单体浓度、反应温度升’高而增加。用红外光谱法分析了接枝前后纤维官能团的变化,通过扫描电镜观察了接枝前后纤维表面的形貌。     

电子束辐照超高分子量聚乙烯在加速老化过程中的自由基演变

经过辐照处理的医用超高分子量聚乙烯（UHMWPE）必须通过加速老化试验的验证才能达到植入人体使用的要求,但在加速老化过程中,UHMWPE材料的自由基演化机制尚不明确。本研究从自由基角度出发,对现有加速老化方法的效果进行了系统分析。利用电子顺磁共振波谱研究了电子束辐照交联UHMWPE在加速老化过程中的自由基浓度和组成的变化,分析了自由基在该过程中的演变机理,对比分析了自由基在室温空气和70℃氮气中的演变机理。结果表明：加速老化评估方法有很大的局限性,辐照交联UHMWPE表层和内部的自由基在室温空气环境中的演变与在加速老化环境中的演变有显著区别,氧诱导自由基（OIR）的生成率在室温空气环境中约为2%,在加速老化环境中约为0.3%。OIR自由基在室温空气中会稳定存在,而在加速老化环境中会被快速氧化。     

高能辐射对超高分子量聚乙烯纤维结构和力学性能的 …

通过高能电子束对超高分子量聚乙烯纤维进行辐射交联，探讨了在不同辐照环境中辐射前后的结构和力学性能的变化。结果表明：凝胶含量和交联度随剂量的增加而增加，溶胀度和交联网链平均分子量随剂量的增加而降低，拉伸强度和断裂伸长率随剂量的增加而降低，拉伸模量随剂量的增加而增加。在空气、真空和乙炔气三种环境中辐照，以乙炔气环境中辐照效果最好，空气中最差。     

γ射线辐照法制备的聚醋酸乙烯酯/蒙脱土纳米复合材料与高密度聚乙烯共混物的研究

利用γ射线辐照法,引发醋酸乙烯酯在蒙脱土中的原位插层聚合。X射线衍射测试结果表明,所制得的聚醋酸乙烯酯／蒙脱土复合材料为纳米复合材料,透视电子显微镜观察结果更给予了直观说明。扫描电镜测试结果表明,醋酸乙烯酯／蒙脱土纳米复合材料与高密度聚乙烯共混有助于片状蒙脱土纳米粒子在高密度聚乙烯基体中的均匀分散。而且由于蒙脱土片晶包裹在与高密度聚乙烯相容性较好的聚醋酸乙烯酯中,有助于提高复合材料的相容性。热失重测试结果说明,蒙脱土纳米粒子的存在有助于高密度聚乙烯热稳定性的提高。力学性能测试结果表明,聚醋酸乙烯酯／蒙脱土复合材料与高密度聚乙烯共混后,其力学性能得到了改善。阻隔性能测试结果显示,聚醋酸乙烯酯／蒙脱土／高密度聚乙烯纳米复合材料对水蒸气的阻隔性能优于高密度聚乙烯。     

60 Coγ射线辐照对聚苯胺/五氧化二钒纳米复合材料结构与性能的影响

采用原位氧化聚合法将聚苯胺插入层状V2O5的片层中,制得了聚苯胺／五氧化二钒（PAn／V2O5）纳米复合材料,并借助热失重分析（Thermogravimetric analysis,TGA）、傅立叶变换红外光谱（Fourier transform infrared spectra,FTIR）、X射线衍射（x-ray diffraction,XRD）、电导率及循环伏安测试等手段研究了^60Coγ射线辐照对纳米复合材料结构与性能的影响。结果表明,^60Coγ射线辐照可使V2O5片层间的低分子量的苯胺齐聚物转化为大分子量的聚苯胺,从而提高了纳米复合材料热稳定性;同时电化学性能也得到明显改善。且辐照对纳米复合材料的层状结构几乎没有影响。     

高能辐射对超高分子量聚乙烯纤维结构和力学性能的影响

通过高能电子束对超高分子量聚乙烯纤维进行辐射交联，探讨了在不同辐照环境中辐射前后的结构和力学性能的变化。结果表明：凝胶含量和交联度随剂量的增加而增加，溶胀度和交联网链平均分子量随剂量的增加而降低，拉伸强度和断裂伸长率随剂量的增加而降低，拉伸模量随剂量的增加而增加。在空气、真空和乙炔气三种环境中辐照，以乙炔气环境中辐照效果最好，空气中最差。     

超高分子量聚乙烯微孔膜在不同温度下辐射交联及其性能

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)微孔膜贴于加热板上升温至126～127℃,利用电子束辐照至吸收剂量分别为0 kGy、25 kGy、50 kGy、75 kGy.研究在加热条件下,不同吸收剂量对UHMWPE微孔膜凝胶分数、拉伸强度、穿刺力、结晶度以及耐温性的影响.结果表明:当吸收剂量为75 kGy时,UHMWPE微孔膜凝胶...     

辐射接枝法制备氧肟化超高分子量聚乙烯及其重金属吸附性能

采用60Co-γ预辐射接枝法将丙烯酸和丙烯酰胺先后接枝于超高分子量聚乙烯纤维上,随后用羟胺碱溶液对纤维进行氧肟化改性,制备出含氧肟酸基、酰胺基和羧基的超高分子量聚乙烯纤维吸附剂。扫描电子显微镜（SEM）图、傅里叶变换衰减全反射红外光谱（ATR-FTIR）谱图和热重曲线均表明,丙烯酰胺和丙烯酸成功接枝到纤维上,且氧肟化反应成功将酰胺基转化为氧肟基。重金属离子吸附性能测试结果表明：所制备的超高分子量纤维吸附剂对Cu(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ) 3种重金属离子吸附容量最高可达到318 mg/g、165 mg/g、140 mg/g（吸附质量浓度为500 mg/L,时间为4 h）;在竞争吸附实验中,对Cu(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)离子的去除率分别为99.5%、43.5%、60.5%(Cu(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)离子初始质量浓度均为200 mg/L,吸附剂用量为3 g/L)。     

聚乙烯膜γ射线辐照生成自由基的ESR研究

研究了几种类型的聚乙烯膜在不同辐照气氛下生成的自由基的电子自旋共振(ESR)谱。表征了高密度聚乙烯(HDPE)辐照生成的自由基在不同放置温度时的衰减情况，为其预辐照后选择最佳放置时间及放置温度提供依据。辐照剂量在10—100kGy范围内，HDPE膜上自由基的生成量与辐照剂量呈线性关系。在相同的辐照剂量下，HDPE膜自由基的生成量高于低密度聚乙烯(LDPE)，所以预辐照接枝以HDPE基膜为好。HDPE膜空气中辐照生成烷基过氧化物的速度受氧扩散量的控制。     

γ射线辐照对竹纤维素分子量及分子量分布的影响

采用60Coγ射线对造纸级竹纤维素浆粕进行辐照处理,用粘度法及凝胶渗透色谱法表征了辐照处理后竹纤维素的分子量及分子量分布的变化规律,并推出其辐射裂解的G(s)值为0.94 μmol·J-1.结果表明,竹纤维素是较易辐射裂解的聚合物,竹纤维素的平均聚合度(或相对分子量)是吸收剂量的函数,随着吸收剂量的增加,竹纤维素分子量降低,分子量分布变窄.     

磷酸酯功能化超高分子量聚乙烯纤维的制备及其铀吸附性能

通过预辐射接枝技术将甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）引入到超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维表面,然后与（2-氨基乙基）膦酸二乙酯进行开环反应,从而制备出应用于含铀废液处理的磷酸酯功能化超高分子量聚乙烯（UHMWPE-g-DEPP）纤维。采用X射线衍射仪（XRD）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）、热重分析仪（TGA）和扫描电镜（SEM）等对改性前后纤维表面的化学结构、组成、热稳定性以及微观形貌等性能进行表征分析。为了研究该纤维对含铀废液中微量铀的去除性能,重点考察了起始溶液p H、初始离子浓度、吸附时间和温度等因素的影响。实验结果表明：UHMWPE-g-DEPP在室温条件下8 h可达到吸附平衡;在25℃、pH=5.0、m/V=0.2 g/L的条件下吸附量达到最大（113.2 mg/g）。该吸附过程遵循准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,且该纤维表现出良好的循环使用性能和吸附选择性能。     

偕胺肟基超高分子量聚乙烯纤维对含氟含铀溶液中铀的吸附性能研究

铀浓缩过程中产生的含氟含铀废水中铀浓度较高,需将铀浓度降至可排放的限定值以下,以避免污染水生生态系统,进而对人体健康造成威胁。采用电子束预辐射接枝法将丙烯腈与甲基丙烯酸接枝于超高分子量聚乙烯纤维(Ultra-high Molecular Weight Polyethylene,UHMWPE)上,并通过胺肟化反应制备出偕胺肟基(Amidoxime,AO)吸附材料。利用红外光谱、X射线光电子能谱、扫描电镜对改性前后UHMWPE纤维的化学结构及表面形貌进行表征,评估AO基UHMWPE纤维对模拟含氟含铀废水中铀酰离子的吸附性能。试验结果表明:AO基UHMWPE纤维对铀酰离子的吸附行为遵循准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型;铀饱和吸附容量可达151.98 mg?g-1(铀初始浓度:40 mg?L~(-1);氟离子浓度:10 g?L~(-1);吸附剂:0.2 g?L~(-1);吸附时间:21 d),与理论饱和吸附容量(153.85 mg?g-1)基本吻合;增加吸附剂的用量(1.5 g?L~(-1))可使铀酰离子的去除率达到99.93%,残余铀酰离子浓度为28μg?L~(-1),符合国家排放标准(50μg?L~(-1))。     

在酚醛/乙醇溶液中利用γ射线共辐照改性碳纤维表面性能的研究

辐射加工技术以其高效、节能和环保等特点,在改性材料界面上已经得到广泛应用。本文利用γ射线共辐照接枝技术,在酚醛／乙醇溶液中对碳纤维表面进行处理。对辐照处理前后的碳纤维,分别利用X射线光电子能谱定性和定量分析表面化学元素及官能团组成;原子力显微镜观察碳纤维单丝表面形貌的变化;用扫描电子显微镜观察碳纤维表面复合材料层间剪切断口;通过层间剪切强度表征碳纤维增强环氧树脂复合材料的界面性能,并在30kGy吸收剂量下(剂量率4．8kGy／h),比较了不同浓度的接枝液对层间剪切强度的影响。结果表明,γ射线引发酚醛能够在碳纤维表面发生接枝反应,处理后碳纤维表面形貌有明显变化,能够有效地增加碳纤维表面O／C值和含氧官能团数量,提高其复合材料的界面强度。     

含有季铵盐的超高分子量聚乙烯纤维对 Au（III）的吸附效应

利用预辐射接枝技术制备含有季铵盐官能团的超高分子量聚乙烯(UHMWPE-g-P(GMA-co-MA)-TETA- GTA)纤维。研究该纤维对Au(III)的吸附性能,重点考察了起始溶液的pH值、初始Au(III)离子浓度和温度对吸附容量的影响。实验结果表明,UHMWPE-g-P(GMA-co-MA)-TETA-GTA 纤维对 Au(III)的吸附速率较快、吸附容量大,180 min内能够达到吸附平衡;在溶液的pH值为3时吸附容量最大(355 mg/g)。该吸附过程符合准二级动力学模型和和Langmuir等温吸附模型,吸附反应是一个熵减少的放热反应。     

γ辐照对聚己内酯性能的影响

研究了不同分子量的聚己内酯的辐照特性，聚已内酯(PCL)的分子量越大，辐射交联所需的凝胶化剂量越低。结果表明，溶胶分数s √s与I／D的关系很好地符合Charlesby-Pinner关系式，说明PCL的辐射交联属于无规交联。辐射交联对PCL的力学性能影响显著，辐射剂量越大，拉伸强度和断裂伸长率下降越多，但分子量较高的PCL的抗张强度受辐射剂量的影响较小。动态力学分析(DMA)分析表明，聚己内酯辐照交联后的弹性模量和耐热性能显著提高。