UHMWPE/HDPE自增强材料研究进展

以UHMWPE/HDPE自增强材料为主线,分别介绍了凝胶纺丝、振荡推拉成型等多种能够形成自增强结构的加工方法.同时,按处理方式不同将其分为两类,通过比较样品各方面性能,进一步探讨了UHMWPE/HDPE自增强结构的形成机理,并对样品性能的改变进行了解释.最后对未来可能出现的新型工程塑料进行了展望.     

硅酮粉改性超高分子量聚乙烯及其熔体纺丝加工性能

针对超高分子量聚乙烯（PE-UHMW）熔体加工性能差的问题,应用硅酮粉,采用熔融共混方法对PE-UHMW进行改性,以提高其熔体加工时的流动性。通过扫描电子显微镜与能量色散谱（EDS）表征了硅酮粉在PE-UHMW中的分布,并采用熔体速率测试、旋转流变测试,分析了硅酮粉含量对PE-UHMW熔体流动速率与流变性能的影响。对改性后的PE-UHMW采用熔体纺丝法制备了PE-UHMW单丝,并进行了拉伸强度测试。实验结果表明,随着硅酮粉的增加,其分散性逐渐变差,PE-UHMW熔体流动速率随硅酮粉含量先增加后降低,当硅酮粉质量分数达到4%,其熔体流动速率最高,复数黏度与储能模量最低,5%质量分数的硅酮粉在PE-UHMW基体中团聚较明显,改性后的PE-UHMW熔体流动性降低。熔体纺丝实验结果表明改性后的PE-UHMW可以通过普通单螺杆挤出机熔融挤出初生丝,经超倍热拉伸可以制备高强度单丝。当拉伸倍率为36时,质量分数3%的硅酮粉改性PE-UHMW单丝拉伸强度最高,可达1 565 MPa。因此综合考虑加工性能与单丝强度,采用质量分数3%的硅酮粉改性PE-UHMW较合适。     

纺丝熔体在异形喷丝孔中的流动阻力计算

通过实验测量出三叶形和圆形喷丝孔的压力降。发现在较低剪切速率区用平板模型和米勒模型所作的理论计算与实验结果有很好的一致性。同时讨论分析了在较高剪切速率区造成误差的原因。对如何应用理论公式计算压力降,从而确定异形喷丝孔中流动阻力提出建议。     

低温等离子体改性UHMWPE纤维的表面性能

采用空气低温等离子体改善超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)短纤维的黏着性,设计正交试验对改性后纤维的黏着性进行测试与分析,确定出较优试验方案;然后对未处理和经较优方案改性后的UHMWPE短纤维的表面形貌、表面化学成分、表面润湿性和强伸性进行测试分析。结果表明:空气低温等离子体改性UHMWPE短纤维黏着性的较优处理条件为功率50 W、压强15 Pa、反应时间120 s,此时,纤维的剥离功是未处理的4.14倍,黏着性得到了大幅度的提升,且单纤维强力损失率仅为3.29%;经较优方案处理后,纤维表面的粗糙程度有所增加,表面润湿性有明显改善,纤维表面的C元素含量明显减少,O、N元素含量有所增加,且出现了相对含量为22.2%的C=O官能团,有利于UHMWPE短纤维黏着性的改善。     

纺丝级聚丙烯熔体流动速率的控制范围

研究和讨论了不同纺丝级聚丙烯 (PP)熔体流动速率 (MFR)的控制范围 ,并对不同生产批次的抽取单位数 (n ,即样本大小 ,由样本得到的产品总体质量平均值 ,能真实地反映总体质量水平 )进行了科学计算 ,可供纺丝级聚丙烯生产和使用单位参考。     

HDPE-g-MAH制备及其对PA6/UHMWPE改性

介绍了采用溶液法制备马来酸酣接枝高密度聚乙烯(HDPE-g-MAH)接枝物，研究了引发剂和单体的用量与接枝率的关系，由Molau试验证实，HDPE-g-MAH对PA6／UHMWPE共混体系有较好的增容作用。当接枝率在0.5％～1.5％时，对共混体系的吸水性能有明显的改进。     

熔体微分静电纺丝法制备聚丙烯共混超细亲水纤维

利用自制熔体微分静电纺丝装置,将聚丙烯(PP)与3种亲水改性剂——纳米碳酸钙、十二烷基苯磺酸钠和亚雷森7008进行共混,成功制备了PP共混超细亲水纤维,并对纤维的亲水性能进行测试。结果表明:制备的纤维的直径主要集中在2~6μm,有效产量约为9 g/h;亚雷森7008的亲水改性效果最好,当亚雷森7008质量分数为5%时,单位质量共混纤维的吸水率为1269%,输水速率为3.48g/(min?g);随着改性剂含量的增加,纤维直径先增大后减小,芯吸高度增加,亲水改性效果更好。     

不同UHMWPE原料性能及其纺丝性能的研究

原料的选择对超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纺丝性能有着重要的影响。选择国内外不同厂家生产的UHMWPE原料进行比较研究,对原料的相对分子质量、粒径及其分布、溶解性以及纺丝性能等一系列性质进行了测试分析。研究结果表明:2#原料粒径分布范围最小,溶胀温度最低,溶解性能最好;预牵伸倍数越高,冻胶纤维除油率越高;1#原料制备的纤维的黏均分子质量降解最严重;2#纤维断裂强度和抗蠕变性最佳;1#纤维的抗蠕变性略优于3#纤维。     

硬脂酸钙与硬脂酸锌对双峰HDPE MFR测试值的影响

生产双峰高密度聚乙烯(HDPE)时,熔体流动速率(MFR)随测试次数的增加而增大,为此研究了硬脂酸钙(CaSt)与硬脂酸锌(ZnSt)对双峰HDPE MFR测试值的影响规律。结果表明：CaSt极性强于ZnSt,CaSt与ZnSt同时作用于HDPE时,会在口模内表面形成促进流动的微观润滑膜并且会逐渐积累,肉眼无法观察到这种微观润滑膜,常规操作也不能清理掉微观润滑膜;使用未加润滑剂的纯HDPE“冲洗”一次口模,可清理掉微观润滑膜,消除CaSt和ZnSt的影响。     

含氟弹性体/聚乙烯蜡复合润滑剂对HDPE流变性能的影响

为了改善高密度聚乙烯(HDPE)熔体的流动不稳定性,在HDPE中添加了不同份数的含氟弹性体/聚乙烯蜡复合润滑剂。试验结果表明:在HDPE5000S加入0.125份含氟弹性体/5份聚乙烯蜡复合润滑剂,熔体不稳定流动现象在低剪切速率下明显改善。     

接枝改性对HDPE基微波竹炭复合材料性能的影响

采用高密度聚乙烯(HDPE)作为基体树脂,微波改性竹炭作为填料,通过熔融接枝法制备了HDPE基微波竹炭复合材料,分析了顺丁烯二酸酐(MAH)、过氧化二异丙苯(DCP)的含量及比例,对复合材料静态、动态力学性能和热稳定性能的影响。静态力学性能结果表明,随着MAH、DCP含量的增加,HDPE基微波竹炭复合材料的力学性能呈先增大后降低的趋势;当MAH含量一定,MAH∶DCP比例为2∶0.1时,HDPE基微波竹炭复合材料的力学性能较优。动态热机械分析仪(DMA)与热重分析仪(TGA)分析表明,MAH熔融接枝改性提高了HDPE与微波竹炭两相之间的界面作用力,有利于改善HDPE与微波竹炭的界面性能,与SEM分析结果一致;并且,还能提高复合材料在高温下的热稳定性。     

HDPE/石英粉复合材料的结构与性能

采用熔融共混法制备了高密度聚乙烯(HDPE)/石英粉共混物,探讨了石英粉用量对共混物结构和性能的影响。结果表明,随着石英粉含量的增加,复合材料的拉伸强度逐渐降低,断裂伸长率逐步降低,当其用量≤15%时,位伸强度保持在18MPa以上,断裂伸长率保持在750%以上;共混物的熔体流动指数先增大后减小,当其含量达到15%时,熔体流动指数达到最大值为1.4g/10min;熔融峰和结晶峰的位置基本保持不变,峰的面积逐步减小;发生团聚的可能性增大,粒径逐步增大。石英粉含量为15%时,材料的性价比最佳。     

Axel推出HDPE加工助剂

美国纽约州Woodside的Axel塑料研究实验公司最近推出加工助剂Woldwis系列新产品INT-41FPE，专用于提高树脂流动性。这种新产品是由改性聚合物和有机脂肪酰胺组成（具有协同作用）的专用共混物，特别推荐用于高密度聚乙烯（HDPE）树脂。     

管材专用料HDPE4803T加工性能的研究

在对管材专用料高密度聚乙烯(HDPE)4803T的性能测试和结构表征的基础上,研究了管材加工温度和挤出速度对加工参数的影响情况,并对管材的性能进行了测试.结果表明,HDPE4803T属典型的双峰分布聚乙烯树脂,其性能满足PE80级管材料的指标要求.材料的熔体强度对加工温度变化的敏感性较弱.挤出温度和挤出速度对管材的性能影响很小,采用该管材专用料,可以在较宽的挤出温度和挤出速度范围内制备出性能优良的管材.     

熔体微分电纺PLA/ATBC纳米纤维膜吸油性能

静电纺丝制备的纳米纤维孔隙率高、吸附能力强,可用于高效地处理化工行业油污染问题。聚乳酸（PLA）作为生物可降解材料,来源广泛且不会造成二次污染,具有广阔的应用前景。本文利用自制的熔体微分电纺装置,制备了PLA/乙酰基柠檬酸三丁酯（ATBC）纤维膜,探究了物料性质和增塑剂ATBC含量对PLA纤维形貌及吸油性能的影响,并获得了最佳的纺丝温度和ATBC含量。研究表明,在纺丝温度为240℃、ATBC质量分数为10%时制备的纤维直径为320nm。该纤维膜水接触角为145°,表现出良好的疏水性能,吸油倍率为138.4g/g,是市售PP无纺布吸油性能的4～5倍,保油倍率为85.8g/g。重复吸/放油5次循环后,纤维膜仍具有良好的强度而未发生断裂且可继续进行吸油,重复使用性能较好,可被应用于化工行业油污染处理。     

熔体静电纺丝技术及其在生物医学中的应用

熔体静电纺丝技术不使用溶剂,可制备连续的超细纤维,在生物医学领域有着广泛的应用。从流体黏度、射流特点、纤维直径、纺丝效果方面比较了熔体静电纺丝与溶液静电纺丝的差异;介绍了近年来熔体静电纺丝的技术进展,如激光加热熔体静电纺丝技术、同轴熔体静电纺丝技术,以及熔体静电纺丝直写技术等;综述了熔体静电纺丝技术在组织工程、伤口敷料和药物释放方面的应用;指出熔体静电纺丝应进一步优化加工工艺,获得具有适度自粘结结构的支架,从而提高其应用性。     

UHMWPE/聚烯烃共混物的性能及其熔融纺丝研究

将超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)与共混组分聚烯烃(PB)按一定质量比计量,并加入质量分数为0.3%的抗氧剂1010,在双螺杆挤出机上共混造粒,研究了PB的用量对UHMWPE/PB共混物熔点和流变性能的影响;采用实验室熔融纺丝装置对UHMWPE/PB共混物进行纺丝,拉伸得到UHMWPE/PB共混纤维,研究了共混纤维的形貌、结晶性能和力学性能。结果表明:在共混温度为230~290℃时,UHMWPE/PB共混物可实现宏观上均匀共混;共混物具有介于两共混组分熔点之间的单一熔点,共混物熔点随UHMWPE含量的提高而提高;共混物熔体属假塑性流体,270~320℃条件下,随UHMWPE含量的增加,UHMWPE/PB共混物结构黏度指数逐渐增加,黏流活化能逐渐减小,共混物的熔体黏度对温度不敏感;当UHMWPE/PB质量比为1∶1,纺丝温度为310℃时,共混物具有良好的可纺性,经过19倍的后拉伸,所获得的UHMWPE/PB共混纤维直径为45μm,断裂强度可达16.4 c N/dtex,初始模量约190.0 c N/dtex。     

超高摩尔质量聚乙烯熔体流动性能改性研究进展

介绍了超高摩尔质量聚乙烯(UHMWPE)的性能及成型方法;概述了近年来UHMWPE熔体流动性能改性技术所取得的新进展;分析了改性原理及工艺的优缺点;最后对流动改性技术作出了展望.认为利用笼型倍半硅氧烷(POSS)和聚乳酸(PLA)以及利用高效的分子解缠剂与HUWMPE熔融共混改性,并配合新型螺杆挤出机,可作为UHMWPE熔体流动性能改性研究的新方向.     

熔体泵的特性及其在聚合物加工中的应用

齿轮泵用来输送聚合物熔体在挤出加工中得到广泛应用.本文简要介绍了这种泵的特点,应用它的好处及国内外发展概况.