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。     

高抗冲高模量聚碳酸酯复合材料的制备

以α–磷酸锆(α–Zr P)为刚性研磨介质,超高分子量聚乙烯(PE–UHMW)为抗冲改性剂,聚碳酸酯(PC)作为基体材料,通过母粒法(两步熔融共混法)制备了高抗冲高模量复合材料。研究了PE–UHMW添加量及几种无机填料对复合材料力学性能及微观结构的影响。结果表明,当PE–UHMW含量为8份、α–Zr P含量为2份时,复合材料的冲击强度、弯曲弹性模量达到最大值。α–Zr P的加入还使复合材料的其它力学性能得到了一定程度改善。经扫描电子显微镜分析表明,α–Zr P的加入起到了助分散的作用,促进了PE–UHMW在基体树脂中的均匀分散,所以冲击性能得到进一步提高。     

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。     

CB结构度对隔离型PP/PE–UHMW/CB导电复合材料的影响

通过乙醇辅助超声分散–热压法制备了具有隔离结构的聚丙烯(PP)/超高分子量聚乙烯(PE–UHMW)/炭黑(CB)导电复合材料。利用偏光显微镜和扫描电子显微镜分析了所制备的导电复合材料的结构与形貌,并研究了不同结构度的CB对复合材料逾渗行为的影响。结果表明,所制备的隔离型导电复合材料中,CB被PE–UHMW所隔离,高结构度CB主要分布在PP与PE–UHMW的界面处,而低结构度CB在PP与PE–UHMW的界面处及PP基体中均有分布。相比传统熔融法,采用上述方法制备的隔离型导电复合材料具有较低的逾渗值和更好的导电性能。其中,由高结构度CB制备的导电复合材料具有更低的逾渗值。     

纳米抗静电无卤阻燃PE–UHMW复合材料的研制

利用偶联接枝对纳米炭黑粒子表面处理,通过反应型增容载体载附纳米炭黑,将处理后的纳米炭黑及纳米复配阻燃剂用于改性超高分子量聚乙烯(PE–UHMW),制备出纳米抗静电无卤阻燃PE–UHMW复合材料。通过体积电阻率测试、燃烧性能测试、热重分析及扫描电子显微镜分析对该材料的导电性能、阻燃性能、热性能等进行了研究。结果表明,纳米炭黑分布在PE–UHMW球晶间缝隙处和球晶内微纤间缝隙处的非晶区内,形成了纳米级双导电网络,这种立体穿插纳米尺度均匀分布,在低炭黑含量情况下就形成稳定的导电通路,起到了抗静电作用;制备的纳米抗静电无卤阻燃PE–UHMW复合材料,其燃烧时形成高效、致密、厚实的炭层,可有效地隔绝空气,起到阻燃作用。     

超高分子量聚乙烯力学性能与可纺性研究

以分子量在350万～450万的6种牌号的超高分子量聚乙烯(PE–UHMW)纤维级原料为例,研究了原料微观物理性能与可纺性和力学性能的关系。结果表明,PE–UHMW的分子量分布是影响材料可纺性的关键因素,分子量分布窄而均匀的冻胶丝能被均匀地超级拉伸,平均粒径细和粒径分布宽度窄的粉末也有利于纺丝;PE–UHMW的冲击强度与材料的结晶度、微晶尺寸、缠结点密度等多因素有关,结晶度越高韧性越差,在一定范围内微晶越小材料的冲击性能越好,缠结点密度大能提高冲击强度。     

超高分子量聚乙烯膜的制备及研究进展

介绍了超高分子量聚乙烯(PE–UHMW)膜材料的国内外发展现状,总结了PE–UHMW膜材料的制备方法及其研究进展,简述了其应用领域,并指出了今后的发展方向。     

超倍热拉伸PE–UHMW干法纤维的结构与性能

以黏均分子量为600万的超高分子量聚乙烯(PE–UHMW)树脂为原料,通过干法路线纺丝制备出了具有较高拉伸性能的PE–UHMW纤维。测试研究了纤维在热拉伸过程中的力学性能变化,发现纤维在拉伸40倍时断裂强力出现最大值。利用动态扫描量热、X射线衍射、扫描电子显微镜表征了PE–UHMW纤维在拉伸过程中结构变化,分析了结构变化对力学性能的影响,发现过高的拉伸倍数反而会破坏纤维的结晶结构从而导致断裂强力的下降。最后对热拉伸中纤维微观结构变化机理进行了推导。     

模压成型工艺对PE–UHMW结晶度和耐磨性能的影响

在3.6 MPa的初始模压压力下,分别改变模压温度、模压时间和冷却方式对超高分子量聚乙烯(PE–UHMW)进行了模压成型,研究了PE–UHMW模压成型工艺对其结晶度和耐磨性能的影响。结果表明,在不同的模压温度或模压时间下,PE–UHMW结晶度与耐磨性能的变化没有理想的对应关系;但从整体结果可以得出,较高模压温度或较长的模压时间会导致PE–UHMW结晶度降低,耐磨性能变差。模压温度为230℃、模压时间为30 min时,PE–UHMW的耐磨性能最好。不同冷却方式对PE–UHMW结晶度的影响较小,对耐磨性能的影响较大。采用较低的冷却速率并在PE–UHMW结晶温度下保温30 min,可以得到耐磨性能优异的PE–UHMW。     

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。