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。     

PE⁃UHMW/海泡石纤维复合材料的力学性能与摩擦学性能研究

采用硅烷偶联剂KH550对海泡石纤维（Sep）进行了改性,采用平板硫化机通过热压成型法制备了超高分子量聚乙烯（PE?UHMW）/Sep和PE?UHMW/改性海泡石纤维（O?Sep）复合材料,并通过红外光谱仪（FTIR）、电子万能试验机、扫描电子显微镜（SEM）等对Sep 及O?Sep的表面结构和复合材料的力学性能、摩擦学性能及磨痕形貌进行了表征和测试。结果表明,O?Sep表面存在KH550分子,其在复合材料中分布比Sep更为均匀;当O?Sep含量达到6 %（质量分数,下同）时,复合材料力学性能和摩擦学性能表现最佳,其拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量和冲击强度分别为32.1 MPa,171.2 MPa、138.3 GPa和17.62 kJ/mm²,比纯PE?UHMW分别提高了41.4 %、40.0 %、95.6 %和36.9 %;其摩擦因数和磨损量分别为0.124和 0.1 mg,比纯PE?UHMW分别提高了77.1 %和80 %。     

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。     

熔体拉伸PE–HD和PE–LLD薄膜的制备及性能

以高密度聚乙烯(PE–HD)和线型低密度聚乙烯(PE–LLD)树脂为原料,采用转矩流变仪,借助熔体拉伸法制备了具有取向结构的PE–HD膜和PE–LLD膜。利用偏光显微镜、傅立叶变换红外光谱、差示扫描量热、小角激光散射及力学性能测试分析不同熔体拉伸速率下PE–HD膜和PE–LLD膜的结构与性能变化情况。结果表明,熔体拉伸速率越高,PE–HD膜和PE–LLD膜的相对取向度越高,快速拉伸PE–HD膜和PE–LLD膜的相对取向度分别为2.043和1.556;熔体拉伸速率对PE–HD膜和PE–LLD膜的结晶温度影响不大,两种膜具有显著的结晶性,PE–HD膜的结晶性更好;随熔体拉伸速率的提高,PE–HD膜和PE–LLD膜的拉伸屈服应力和拉伸弹性模量提高,断裂伸长率降低,总体上看,PE–LLD膜的断裂伸长率较PE–HD膜高,而拉伸强度较PE–HD膜低。     

PE–HD/改性剑麻纤维复合材料的制备及性能

以高密度聚乙烯(PE–HD)为基体材料,剑麻纤维(SF)为增强填充材料,利用不同的偶联剂(硅烷偶联剂,钛酸酯偶联剂)改性SF,用熔融共混法制备一系列PE–HD/SF复合材料。采用扫描电子显微镜、广角X射线衍射仪、差示扫描量热仪、维卡软化仪及万能试验机等测试了复合材料的微观形貌、结晶性能、热及力学性能。结果表明,偶联剂改性的SF与PE–HD有着较好的界面结合,SF的添加使得PE–HD的结晶度下降,热变形温度提高;与未改性的SF相比,当硅烷偶联剂改性SF添加量为10%时,PE–HD基复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度明显提高。     

UHMW PE/PP共混改性体系研究(Ⅱ)

制备了UHMW PE/PP合金材料,研究了UHMW PE/PP共混体系的流动性和力学性能及相容剂对共混体系的增容作用,研究表明:PP能有效地改善UHMW PE流动性,但与UHMW PE为不相容体系,相容剂D能够有效提高UHMW PE/PP体系的相容性,提高了材料的拉伸强度和冲击强度,达到一定的增强和增韧效果。     

拉伸温度对UHMW-PE/HDPE共混纤维结晶性能的影响

通过熔融纺丝工艺成功制备了超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)/高密度聚乙烯(HDPE)共混初生丝,并将初生丝在不同温度下进行高倍率热拉伸制得UHMW-PE/HDPE共混纤维。采用广角X射线衍射(WAXD)、差示扫描量热(DSC)、拉伸试验等方法探讨了不同热拉伸温度下获得的UHMW-PE/HDPE共混纤维的微观结构及力学性能。结果表明,在85℃下拉伸所得的纤维具有最高的结晶度、结晶取向度以及最细长的晶粒形状,纤维的力学性能也最优。太低的拉伸温度不利于纤维的分子链以及晶体结构沿轴向取向,太高的拉伸温度则不利于纤维的晶体结构在拉伸过程中进行重组,因此太低或太高的拉伸温度均不利于纤维力学性能的提升。     

干法工艺制备PE–UHMW纤维

采用干法纺丝工艺,以超高分子量聚乙烯(PE–UHMW)纤维专用树脂为原料,制备高性能PE–UHMW纤维,通过电子拉力机、扫描电子显微镜、差示扫描量热仪对不同后拉伸倍率的纤维进行力学性能和微观结构分析。结果表明,随着拉伸倍率的增加,纤维初生丝结晶度由49.57%逐渐提高至72.17%,拉伸倍率50倍以后,结晶度逐渐趋于平稳;随着拉伸倍率的增加,纤维的力学性能逐渐增强,在拉伸倍率达到83.3倍时,纤维的力学性能达到最佳,纤维断裂强度为31.53 c N/dtex,断裂伸长率为2.69%,断裂模量为1 054.78 c N/dtex;纤维微观表面结构也发生有规律的变化。     

PE/EVA共混改性材料力学性能的研究

主要对不同配比的PE、聚乙烯-乙酸乙烯酯（EVA）树脂进行共混改性研究.使用正交实验法设计、运用方差分析法分析,测试了PE/EVA共混物的拉伸强度和屈服强度,使用差示扫描量热法（DSC）研究了PE/EVA的相容性,使用扫描电镜（SEM）二次电子成像分析试样液氮脆断的断口.从而讨论分析EVA在PE/EVA共混物当中的含量、挤出机的螺杆转速以及挤出机出口模的模温对PE/EVA共混物力学性能的影响.     

相容剂对PE⁃HD/玉米秸秆生物炭复合材料性能的影响

以玉米秸秆（CS）为原料制备生物炭,并采用挤压法制备高密度聚乙烯/玉米秸秆生物炭（PE?HD/CSB）复合材料。研究了相容剂马来酸酐（MA）对PE?HD/CSB性能的影响。利用扫描电子显微镜（SEM）、热失重分析（TG）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、旋转流变仪（DHR?2）、X射线光电子能谱（XPS）等对CSB及复合材料进行了表征,并用Harmonic?Mean界面方程研究了CS和CSB同PE?HD的界面性能。结果表明,与CS相比,CSB的芳香化程度增加,且与PE?HD的界面张力更低,MA的加入提高了生物炭复合材料的稳定性、相容性及其力学性能。     

基于二元接枝单体制备PE⁃HD相容剂、粘接树脂及其性能研究

以双螺杆挤出机熔融挤出为接枝方法,高密度聚乙烯(PE-HD)作为接枝主链,无味过氧化二异丙苯(BIBP)为引发剂,将马来酸二丁酯(DBM)和马来酸酐(MAH)两个极性单体进行复配接枝到PE-HD上,制备含有二元极性单体的相容剂PE-HD-g-(DBM-co-MAH);再将其与PE-HD、线形低密度聚乙烯(PE-LLD)...     

双隔离结构聚乙烯/石墨烯导热复合材料的研究

采用聚二烯丙基二甲基氯化铵改性石墨烯纳米片、聚苯乙烯磺酸钠改性聚乙烯颗粒,通过静电诱导自组装和热压成型工艺制备了具有蜂窝状石墨烯框架的聚乙烯复合材料(N?PE?HD/P?GNPs).利用红外光谱仪、扫描电子显微镜、导热系数测试仪、电子拉力试验机对复合材料的改性状态、微观形貌、导热性能和力学性能等进行分析表征.结果表明,...     

高密度聚乙烯熔纺纤维的拉伸工艺

相对分子质量为１４万的高密度聚乙烯（ＨＤＰＥ）通过螺杆挤出机熔纺成形,然后经过高温超拉伸可制成强度为９．７ｃＮ／ｄｔｅｘ的中强聚乙烯纤维。讨论了拉伸温度、拉伸比对纤维力学性能的影响,并通过声速取向、热分析（ＤＳＣ）、广角Ｘ射线衍射（ＷＡＸＤ）和纤维力学性能的测试研究了拉伸过程中聚乙烯纤维结构与性能的变化。结果表明：拉伸温度对纤维稳定拉伸影响较大,最佳温度为１０５～１１５℃;且初生纤维的纤度越小,高倍拉伸纤维强度越大,随拉伸倍数的提高,纤维的强度和声速取向都显著提高并改善了纤维的热性能和力学性能,但断裂伸长却呈下降趋势。     

硫酸钙晶须改性聚乙烯/聚酰胺6复合材料的热性能与力学性能研究

采用甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）对硫酸钙晶须（CSW）进行化学改性制备GMA接枝的CSW （G⁃CSW）,通过红外光谱分析仪（FTIR）和热失重分析仪（TG）对G⁃CSW的化学结构和GMA负载量进行表征;将改性前后的硫酸钙晶须和高密度聚乙烯（PE⁃HD）和聚酰胺6（PA6）熔融共混以制备PE⁃HD/PA6/CSW复合材料,通过扫描电子显微镜（SEM）、差示扫描量热仪（DSC）、TG和万能试验机对复合材料进行分析。结果显示,具有桥接结构的PE⁃HD/PA6/G⁃CSW复合材料有更好的结晶性能、热稳定性和力学性能;由于CSW的长度大于PA6的直径,CSW在复合材料中穿过PA6相并插入PE⁃HD相中,形成桥接结构;G⁃CSW在复合材料结晶过程中有异相成核作用,有助于PA6的结晶过程,提高结晶度。     

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。     

以回收聚酯为主要原料的PET/PE合金片材的研制及应用

以自制接枝共聚相容剂,将回收聚对苯二甲酸乙二醇酯（rPET）分别与全新线性低密度聚乙烯（PE?LLD）和回收聚乙烯（rPE?HD）共混改性,采用具备免干燥和侧面强制喂料系统的同向双螺杆挤出机熔融挤出rPET/PE合金片材（rPET与PE质量比为80∶20）,研究了不同厚度合金片材的性能。结果表明,使用rPET制备的合金片材产品外观品质保持较好; rPET/PE合金片材具有良好的力学性能,其中拉伸强度大于39 MPa,断裂伸长率随片材厚度增加而递减,厚度为2.5 mm的rPET/rPE合金片材拉伸强度为39.7 MPa,断裂伸长率为21 %,冲击强度为12 kJ/m²,适合应用于吸塑箱包、土工格室等;免干燥和侧面强制喂料系统,可以减少合金片材加工流程,节约能源,设备产量提了117 %。     

Structure and properties of thermotropic liquid crystal polymer and poly(ethylene 2,6‐naphthalate) blend fibers

BACKGROUND: The melt blending of thermotropic liquid crystal polymers (TLCPs) using conventional thermoplastics has attracted much attention due to the improved strength and tensile modulus of the resulting polymer composites. Moreover, because of their low melt viscosity, the addition of small amounts of TLCPs can reduce the melt viscosity of polymer blends, thereby enhancing the processability. RESULTS: In this study, TLCP/poly(ethylene 2,6‐naphthalate) (PEN) blend fibers were prepared by melt blending and melt spinning to improve fiber performance and processability. The relation between the structure and the mechanical properties of TLCP/PEN blend fibers and the effect of annealing on these properties were also investigated. The mechanical properties of the blend fibers were improved by increasing the spinning speed and by adding TLCP. These properties of the blend fibers were also improved by annealing. The tensile strength of TLCP5/PEN spun at a spinning speed of 2.0 km h^?1 and annealed at 235 °C for 2 h was about three times higher than that of TLCP5/PEN spun at a spinning speed of 0.5 km h^?1. The double melting behavior observed in the annealed fibers depended on the annealing temperature and time. CONCLUSION: The improvement of the mechanical properties of the blend fibers with spinning speed, by adding TLCP and by annealing was attributed to an increase in crystallite size, an increase in the degree of crystallinity and an improvement in crystal perfection. The double melting behavior was influenced by the distribution in lamella thickness that occurred because of a melt‐reorganization process during differential scanning calorimetry scans. Copyright © 2007 Society of Chemical Industry