UHMWPE/CNTs复合纤维的结晶行为研究

分别用DSC、X衍射、热台偏光显微镜对超高分子质量聚乙烯（UHMWPE）和UHMWPE／CNTs（碳纳米管）复合纤维的结晶行为进行了研究。结果表明：碳纳米管的加入使得复合材料的熔点较UHMWPE有所提高,碳纳米管起到了成核剂的作用。晶片厚度较UHMWPE增加。     

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。     

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。     

石墨烯复合UHMWPE纤维增强UHMWPE层压板的制备及性能

以超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)为基体,石墨烯复合UHMWPE纤维织物为补强材料,采用优化层压工艺制备石墨烯复合纤维增强UHMWPE层压板,研究了石墨烯复合UHMWPE纤维用量对UHMWPE层压板拉伸、弯曲、热稳定性能的影响规律.结果表明:石墨烯复合UHMWPE纤维可显著增强UHMWPE层压板的力学性能,也可略...     

UHMWPE/CNTs冻胶体系的流变行为研究

研究了碳纳米管(CNTs)的加入对超高分子质量聚乙烯(UHMWPE)稳态表观粘度、粘流活化能、非牛顿指数和结构粘度指数的影响。结果表明:碳纳米管添加量小于或等于3ω时,UHMWPE/CNTs冻胶体系的粘流括化能降低,表观粘度都低于空白UHMWPE冻胶体系。CNTs的加入对UHMWPE冻胶体系的非牛顿指数和结构粘度指数影响不大。     

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。     

熔融纺丝法制备UHMWPE/MMT复合纤维的研究

以超高相对分子质量聚乙烯/蒙脱土(UHMWPE/MMT)纳米复合材料为原料,采用熔融纺丝法,在自行设计制造的实验纺丝机上制备出纤维,利用DSC、XRD、SEM等手段对其结构进行了表征,并对其性能进行了测试。拉伸条件试验表明,水浴温度85℃、拉伸倍率14倍,是纤维最佳拉伸温度与倍率;纤维在拉伸过程中存在一个最佳的甬道停留时间。微观结构分析表明,拉伸后得到的纤维熔点、取向度都得到了提高,并在一定条件下出现了正交晶形到六方晶形的转变。     

UHMWPE纤维用氯丁橡胶粘合剂的制备及应用研究

研究了丙烯酸丁酯(BA)和氯丁橡胶(CR)粘合剂的接枝共聚合反应。用正交设计方法探讨了引发剂用量、丙烯酸丁酯用量、温度和时间对产物性能的影响；用红外光谱(FT-IR)和示差扫描量热仪(DSC)对产物的结构和性能进行了表征。结果表明，改性氯丁橡胶粘合剂可用于超高相对分子质量聚乙烯纤维的上胶。     

偶联剂改性UHMWPE纤维表面性能的研究

选用硅烷偶联剂KH-550,KH-560和钛酸酯偶联剂NDZ-201作为表面改性剂,对超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)冻胶纤维在萃取阶段进行表面处理,经干燥、超拉伸制得表面改性UHMWPE纤维。采用红外光谱仪、接触角测量仪测定了纤维的表面化学结构和表面润湿性能,采用单纤维树脂包埋-拔出法测定了纤维与树脂基体的界面剪切强度,比较了改性前后纤维的力学性能变化。结果表明:改性后纤维表面引入了极性基团,硅烷偶联剂KH-550对UHMWPE纤维的表面改性效果最好。采用质量分数为1%的硅烷偶联剂KH-550溶液处理后,纤维与环氧树脂间的界面剪切强度提高了87.8%,纤维的断裂强度和模量分别提高了6.9%和32.6%。     

UHMWPE冻胶纤维除油率的研究及其对成品性能的影响

以白油为溶剂,溶解纺制超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)冻胶纤维,并选择低沸点烷烃为萃取剂,研究了UHMWPE冻胶纤维除油率的影响条件及因素,进而讨论了纤维除油率对成品性能的影响,并首次提出了纤维手感的表征方法。结果表明:纤维的除油率随干燥速度的增加而降低,随干燥温度的升高略有增加;萃取强度大、温度高、浴比大,则随时间的延长,冻胶纤维的除油率增加;而且,冻胶纤维除油率高,成品的强度、模量高,手感较好,黏结性相对也好,同样的使用条件下蠕变小。     

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。     

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...     

熔纺UHMWPE纤维结构和力学性能初探

采用超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)切片进行熔融纺丝,拉伸倍数为22～25,对制得的熔纺UHMWPE纤维的力学性能进行测试,用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)仪对熔纺及凝胶纺UHMWPE纤维的表面形貌和结晶性进行了表征。结果表明:熔纺UHMWPE纤维的断裂强度为17.02 cN/dtex;相比凝胶纺纤维,熔纺纤维线密度大,纵向沟壑多;熔纺UHMWPE纤维结晶度为64.76%,比凝胶纺纤维的稍低,但其取向因子为0.993,大于凝胶纺纤维的。     

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。     

电晕处理对UHMWPE纤维的性能影响

采用电晕连续处理超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维,通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)以及拉伸性能测试分析不同处理工艺对纤维性能的影响。结果表明:经过电晕处理后,纤维表面变得粗糙。处理功率为375 W,处理时间为180 s时,纤维红外光谱出现羰基、羟基伸缩振动峰,随着电晕处理时间和功率的增加,峰的强度基本保持不变;电晕处理降低了纤维的力学性能,处理功率为375 W时,随着处理时间的延长,纤维拉伸强度和断裂伸长均下降,处理时间为180 s时断裂强度下降了20%;处理时间为180 s,功率为525 W时,断裂强度为处理前的32%;电晕处理后,纤维与SEBS树脂的粘结强力均提高了67%。     

化学气相沉积PPy/UHMWPE纤维的研究

采用化学气相沉积制备了聚吡咯/超高相对分子质量聚乙烯(PPy/UHMWPE)纤维,测试了不同氧化剂浓度、不同沉积时间和温度下PPy/UHMWPE纤维的表面剪切强度,用扫描电镜、动态热机械分析仪、傅立叶变换红外光谱仪分析了PPy/UHMWPE纤维的表面形态、热机械性能和复合材料官能团的变化。结果表明:PPy均匀分布在UHMWPE纤维表面,UHMWPE纤维与PPy之间无化学键作用而是分子间作用力;随着氧化剂三氯化铁浓度的增加和吡咯沉积时间的延长,PPy/UHMWPE纤维表面剪切强度先增大后减小;随着处理温度的升高,PPy/UHMWPE纤维表面剪切强度先增大,当处理温度超过85℃时,其剪切强度则减小。     

EVA共混改性UHMWPE纤维的表面性能

以乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)作为共混改性剂,将其溶解在超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纺丝溶液中,制得共混改性UHMWPE冻胶纤维;对改性UHMWPE冻胶纤维进行萃取,干燥和热拉伸制得改性UHMWPE纤维;研究了改性前后纤维的结构与性能.结果表明:共混改性后UHMWPE纤维表面引入了极性基团,纤维与树脂基体...