三元层状陶瓷Ti_3AlC_2/超高分子量聚乙烯复合材料的制备及性能

为了增强超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的性能,研究采用表面改性的Ti_3AlC_2填充UHMWPE,通过热压成型制备了Ti_3AlC_2/UHMWPE复合材料。采用SEM观察复合材料的微观结构,表明Ti_3AlC_2均匀分散在UHMWPE基体中,表面处理后的填料与基体界面熔合较好;热分析结果表明,Ti_3AlC_2的添加降低了UHMWPE的结晶度和结晶热焓,同时提高了聚合物的热传导性;DMA分析结果表明,添加Ti_3AlC_2有效地提高了Ti_3AlC_2/UHMWPE复合材料的抗蠕变性能,得益于无机粒子改善了复合材料的硬度和刚性,提高了复合材料抗外界应力变形能力;摩擦学性能分析表明,适量的Ti_3AlC_2(质量分数≤15wt%)填充UHMWPE能有效提高复合材料的减磨抗摩性能,同时磨痕表面形貌分析结果表明,Ti_3AlC_2/UHMWPE复合材料的摩擦磨损机制由粘着磨损向磨粒磨损转变。     

低缠结超高分子量聚乙烯制备技术及应用EI北大核心CSCD

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)具有优异的使用性能,但是现有的商品化UHMWPE加工异常困难,严重限制了UHMWPE的大规模应用。低缠结UHMWPE相对于现有的商品化UHMWPE,分子链间的缠结更少,可加工性更好,为UHMWPE的生产、加工、应用开辟了一条全新的道路。文中综述了使用均相和非均相UHMWPE催化剂,制备低缠结UHMWPE的最新进展,并对低缠结UHMWPE在固态拉伸、烧结/挤压成型等方面的研究进展和应用前景进行了分析。     

超高分子量聚乙烯均匀塑性形变热行为EI北大核心CSCD

采用红外热成像仪同步跟踪超高分子量聚乙烯(UHMWPE)均匀塑性形变过程,可观察到几种特殊的热行为特征:(1)在初始弹性阶段样条有明显温度下降;(2)接着的塑性形变阶段温度逐渐升高;(3)在塑性大形变时,温升只与拉伸比有关,与拉伸速率无关。热行为特征能反映形变分子聚集结构的变化,分析结果表明,UHMWPE起始拉伸温度降低与材料正的热膨胀系数有关,而大形变时的温升则主要是由强迫高弹形变引起的构象熵热所致。     

三种纤维改性超高分子量聚乙烯复合材料的力学性能

以未处理和偶联剂KH550处理的C纤维、SiC纤维和Al2O3纤维为填充材料,以超高分子量聚乙烯(UHMWPE)为基体,用模压成型法制备了三种纤维改性UHMWPE复合材料,对复合材料的硬度、弯曲强度、拉伸强度和断裂伸长率进行了实验研究,用光学显微镜观察分析了拉伸断面形貌。结果表明,未处理的C纤维、SiC纤维和Al2O3纤维改性UHMWPE复合材料硬度较纯UHMWPE分别提高了11.76%、21%和6%。经KH550处理的三种纤维改性UHMWPE复合材料弯曲强度和拉伸强度均优于未处理纤维的复合材料,已处理的SiC纤维/UHMWPE复合材料弯曲强度和拉伸强度提高较大。KH550处理的三种纤维与UHMWPE基体界面粘接紧密,未处理纤维与UHMWPE基体粘接较差。     

石墨烯/超高分子量聚乙烯复合材料的导电性能

采用氧化还原法制备了石墨烯(GNS),用X射线衍射(XRD)、红外光谱、透射电子显微镜对所得GNS进行了分析和表征。采用溶液混合、超声波分散的方法,制备了GNS/超高分子量聚乙烯(UHMWPE)导电复合材料,研究了材料的导电渗流行为和阻-温特性。结果表明,溶液混合法可使GNS较好地分散于UHMWPE基体中,复合材料表现出典型的导电渗流行为,其渗流阈值为3.6%(质量分数)。在大于渗流阈值的情况下,复合材料的正温度系数效应(PTC)强度随GNS含量的增加而提高;热循环使得复合材料的PTC强度有所降低。     

自增强高密度聚乙烯/超高分子量聚乙烯复合材料制备与表征

用自制模具制备出自增强高密度聚乙烯(HDPE)/超高分子量聚乙烯(UHMWPE)棒材.通过SEM观察、X射线分析、DSC分析以及力学性能测试,研究了挤出自增强HDPE/UHMWPE棒材微观结构和力学性能.研究结果表明,在HDPE和UHMWPE最佳配比为8:2的情况下,自增强试样的拉伸强度、抗弯强度和弹性模量分别为168.5、164.8MPa和4.9GPa,比未增强试样分别提高了534.9%、261.2%和408.3%.与普通模压试样相比,自增强试样内部有大量的微纤结构和串晶互锁结构,结晶度获得提高,(110)面和(200)面的峰值均获得提高,并且熔点向高温区发生漂移.     

纳米改性增强超高分子量聚乙烯复合材料研究进展

纳米材料具有极大的比表面积、宏观量子隧道效应、体积效应和尺寸效应;采用具有特殊性能的纳米材料填充改性聚合物是增强聚合物材料性能的最有效方法之一。通过单相或多相纳米材料填充改性超高分子量聚乙烯(UHMWPE),可使复合材料的性能得到不同程度的改善和提高。综述了纳米材料改性增强UHMWPE复合材料的摩擦学性能、力学性能、电学性能、生物相容性、热学性能等;展望了纳米填充UHMWPE复合材料的发展方向和应用前景;提出采用微量的高性能纳米材料改性聚合物以大幅度提高复合材料的性能是未来研究的重要方向。     

低缠结超高分子量聚乙烯制备技术及应用EI

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)具有优异的使用性能,但是现有的商品化UHMWPE加工异常困难,严重限制了UHMWPE的大规模应用。低缠结UHMWPE相对于现有的商品化UHMWPE,分子链间的缠结更少,可加工性更好,为UHMWPE的生产、加工、应用开辟了一条全新的道路。文中综述了使用均相和非均相UHMWPE催化剂,制备低缠结UHMWPE的最新进展,并对低缠结UHMWPE在固态拉伸、烧结/挤压成型等方面的研究进展和应用前景进行了分析。     

Ti_2CT_x/超高分子量聚乙烯复合材料的制备及性能

通过液相刻蚀三元层状陶瓷Ti_2AlC制备了二维层状结构Ti_2CT_x,利用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜等对产物进行物相分析和微观结构表征。采用液相共混和热压成型法制备了不同Ti_2CT_x浓度的改性超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料,并考察了Ti_2CT_x层状纳米材料对复合材料断面形貌、热学性能、力学性能和摩擦学性能的影响。结果表明,Ti_2AlC被剥离为纳米结构片层;层状Ti_2CT_x在UHMWPE基体中分散均匀且形成良好的结合界面;适量Ti_2CT_x纳米片的添加可提高UHMWPE的结晶度并改善基体的力学性能,当Ti_2CT_x质量分数为1.0%时,其弹性模量提高了将近80%;且得益于层状结构与聚合物的自润滑性的协同作用,Ti_2CT_x纳米片在高载荷下能显著提高UHMWPE的减摩性能。     

超高分子量聚乙烯纤维及其复合材料的研究现状

介绍了超高分子量聚乙烯纤维及其复合材料的发展、制备和应用,指出了今后超高分子量聚乙烯纤维及其复合材料的研究方向.     

超高分子量聚乙烯纤维增强复合材料的性能研究

采用一种结构与超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维相似、且对纤维表面具有良好浸润性的碳氢树脂(PCH)作基体,通过层压成型方法制得UHMWPE/PCH复合材料.研究了复合材料的力学性能、介电性能、吸湿性能及界面黏结性能.结果表明,UHMWPE/PCH复合材料介电性能优异、力学性能好、耐湿热性能较佳、界面黏结性能好,可用作高性能透微波复合材料.     

超高分子量聚乙烯纤维复合材料的应用及其抗侵彻性能研究

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维因在比强度上的巨大优势引起科研技术人员的广泛关注(其密度约为0.97g/cm3,而抗拉强度可达GPa量级)。研究表明,以UHMWPE纤维作为主要组分的复合板在侵彻防护领域具有极大的应用潜能,其防护效率明显优于现有陶瓷、轻金属等抗侵彻材料。介绍了UHMWPE纤维的基本性质、发展现状及其抗侵彻机理,概述了以UHMWPE纤维为主要组分的复合材料在抗侵彻领域中的应用,指出了UHMWPE纤维复合材料发展中有待解决的问题。     

超高分子量聚乙烯复合材料的流变行为

聚合填充法制备的UHMWPE/Kaolin复合材料具有特殊的流变行为。一般情况下填料的加入使聚合物熔体粘度,动态模量升高。与此相反,由填充复合法制备的UHWMPE/Kaolin复合材料的表观粘度、复数粘度、动态模量均随Kaolin填充量呈下降趋势,其加工性得到改善。文中对此现象的实验结果进行了报道,并探讨了流变行为与聚合填充法赋予复合材料的独特结构的关系。      

超高分子量聚乙烯/石墨烯纳米复合材料的制备及其热性能的研究

为了提高超高分子量聚乙烯的热性能,本文通过溶液共混的方法利用氧化石墨烯改性不同分子量的超高分子量聚乙烯,然后利用红外测试(FTIR)、X射线衍射测试(XRD)、扫描电镜测试(SEM)、差热扫描量热分析仪(DSC)和热失重分析(TG)的方法对超高分子量聚乙烯/石墨烯纳米复合材料的结构、表面形态和性能进行了研究.通过分析测试表明氧化石墨烯在超高分子量聚乙烯/石墨烯纳米复合材料中的分散性良好,氧化石墨烯的添加量为0.3%时,石墨烯/超高分子量聚乙烯的复合材料的热稳定性等性能最好,与原材料相比提高了3℃.     

超高分子量聚乙烯纤维的液相氧化改性及其环氧树脂基复合材料的力学和摩擦性能

为增强超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维与环氧树脂(EP)基体之间的界面粘结强度,采用重铬酸钾溶液对UHMWPE纤维进行表面改性并制备UHMWPE纤维/EP复合材料。结果表明,UHMWPE纤维经液相氧化后表面刻蚀痕迹明显,表面粗糙度明显增加,结晶度增加了11.3%,与乙二醇的接触角减小了14.12°。与纯环氧树脂相比,纤维含量为0.4%的未改性UHMWPE纤维/EP复合材料的拉伸强度降低18.04%,纤维含量为0.6%的液相氧化改性UHMWPE纤维/EP复合材料的拉伸强度降低51.55%,未改性UHMWPE(纤维含量0.5%)和液相氧化改性UHMWPE(纤维含量0.4%)纤维/EP复合材料的冲击强度分别提升了3.29%和4.39%。当纤维含量为0.3%时,液相氧化改性UHMWPE纤维/EP复合材料的弯曲强度比纯环氧树脂增加6.55%,比未改性UHMWPE纤维/EP复合材料增加19%。当纤维含量由0增大到0.5%时,改性和未改性UHMWPE纤维/EP复合材料的摩擦系数先增加后减小。     

超高分子量聚乙烯人工关节研究进展

人工关节是替代病变或损伤关节的植入性假体,除了应满足生物相容性要求外,必须具有足够的耐磨损性能、力学性能和抗氧化性能等。超高分子量聚乙烯因其自身优良的理化性能而被广泛应用于人工关节置换用材料。但随着超高分子量聚乙烯人工植入体使用时间的延长会导致其不同形式的失效,如磨损引起的骨质溶解,给骨科患者生活带来不便。综述了国内外提高超高分子量聚乙烯人工关节植入体综合性能而对材料进行改性处理的各种方法,包括辐照交联、热处理、加入抗氧剂等。最后总结了通过调控流动场诱导形成自增强结构,来改善人工关节植入体力学性能的最新进展,并展望了超高分子量聚乙烯人工关节高性能化的未来研究方向。     

超高分子量聚乙烯基纳米复合材料的导热性能研究

通过添加导热系数较高的纳米AIN、C纤维来制备超高分子量聚乙烯复合材料,采用Hot Disk导热系数仪测试了其导热系数,同时分析了不同添加物及其含量对导热系数的影响.结果表明,制备的超高分子量聚乙烯复合材料的导热性能有明显提高.在本实验条件下,当纤维的添加量达到20%时,复合材料的热导率为0.8969 W·m-1·K-1,比纯超高分子量聚乙烯提高了150%.     

超高分子量聚乙烯的性能、改性及应用

本文介绍了超高分子量聚乙烯的性能、改性及应用情况 ,并对其生产消费情况进行了分析     

超高分子量聚乙烯纤维/有机玻璃复合材料力学及摩擦磨损性能研究

用真空浸渍法制备出了超高分子量聚乙烯纤维／有机玻璃(即UHMWPE／PMMA)复合材料，并研究了其力学性能和摩擦磨损性能。实验证明，UHMWPE／PMMA复合材料具有优良的力学性能和摩擦磨损性能。纤维表面处理可以改善复合材料的力学性能。三维编织纤维增强的复合材料的磨损量远小于长纤维增强的复合材料的，但其摩擦系数没有显著变化。