UHMWPE初生态微观结构及不同成型条件下制品力学性能研究

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)极高的分子量及线性分子链特性使其具备很多的优异性能,在军工、医药卫生等领域的应用越来越广泛的同时,对UHMWPE树脂的性能不断提出更高的要求。故利用高分辨扫描电镜(SEM)、高温凝胶色谱-红外联用(GPC-IR)、拉曼光谱(Raman)及差式扫描量热仪(DSC)对树脂初生态粒子的结晶结构、分子特性及热力学性能进行了研究,并通过控制模压过程中的冷却速率来研究UHMWPE样品的结晶行为,进而分析UHMWPE微观特性与宏观性能之间的关系。研究发现由次级颗粒和微纤组成的UHMWPE初生态粒子中具有大量的片晶和伸直链,分子链排列规整,结晶度高;但在熔融再结晶加工成制品的过程中,分子链的规整性遭到破坏,与初生态粒子相比,结晶度下降、缠结密度变大。另外,不同降温速率的样品中淬冷样品的分子链缠结密度最低,而低缠结、小的晶粒能够提升制品的耐冲击性能及断裂时的真应力。     

超高分子量聚乙烯定伸应力测试

建立准确的超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)定伸应力性能测试方法。该方法需在试样制备阶段添加质量分数为0.2%~0.8%的抗氧剂以减少分子链交联,使得定伸应力实验能够顺利开展。对相同特性的PE-UHMW,定伸应力随其分子量的增大而增大;分子量相同时,流动改性的PE-UHMW定伸应力小;相同分子量时,分子量分布窄的定伸应力大。定伸应力是表征PE-UHMW流动性的较好方法。     

PE–UHMW/MWCNT复合纤维的制备及性能研究

对多壁碳纳米管(MWCNT)进行表面有机化改性处理后,采用向纺丝溶剂中滴加纳米粒子悬浮液的混合方式,制备了超高分子量聚乙烯(PE–UHMW)/MWCNT复合纤维。通过紫外分光光度计、扫描电子显微镜、热台偏光显微镜分析了MWCNT在基体中的分散情况,并利用X射线衍射、力学性能测试、差示扫描量热分析、热重分析等测试方法对复合纤维的结构及性能进行了表征分析。结果表明,MWCNT分散良好的复合纤维,其力学性能得到了提升,耐热性和耐蠕变性也得到了不同程度的改善。     

PE-UHMW树脂的冲击性能和结晶性能试验研究

利用程序控制压机对超高相对分子质量聚乙烯（PE-UHMW）树脂进行成型加工,并测试成型材料的简支梁冲击性能;针对加工工艺中的不同影响因素,通过单因素试验和方差分析考查各参数对PE-UHMW结晶性能的影响,得到了成型条件下分子链段运动、分子间自由体积以及分子间的相互作用与冲击性能的相关性;利用多因素均匀设计和逐步回归研究,确定温度为PE-UHMW树脂模压成型的最显著因素。     

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。     

UHMWPE/PP/PP基无机填料母粒复合材料的制备及表征

研究自制的PP基增强母粒对UHMWPE/PP共混体系的增韧、增强作用,并通过力学性能测试及扫描电子显微镜研究其增韧、增强效果.结果表明,PP基玻璃纤维(GF)母粒对UHMWPE/PP共混体系的增韧、增强作用优于添加增容剂聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)、GF的简单混合方法,这是因为前者试样中GF与UHMWPE/PP共混体系界面粘结的牢固程度大于后者.UHMWPE/PP共混体系中加入PP基纳米CaCO3母粒能够同时起到增强和增韧的作用.     

超高相对分子质量聚乙烯的相对分子质量及其分布的测试方法

介绍了超高相对分子质量聚乙烯（PE-UHMW）的相对分子质量及分布的测试方法,主要有黏度法、流变法和凝胶渗透色谱法（GPC）。黏度法是目前应用最广泛的一种测试方法,主要采用高温乌氏黏度计,按照聚烯烃稀溶液的黏度测试方法进行,并通过经验公式计算得到PE-UHMW的相对分子质量。流变法是一种有效的测试PE-UHMW相对分子质量及其分布的方法,但目前该方法仍需改进。采用GPC法测试PE-UHMW的相对分子质量及其分布在技术上存在局限性。