结晶条件对超高分子量聚乙烯熔融再结晶行为的影响

应用常压差示扫描量热(DSC)仪和高压DSC仪研究了熔融温度、熔融时间、冷却速率以及压力对不同分子量的超高分子量聚乙烯(PE–UHMW)熔融再结晶行为的影响。常压DSC的研究表明,随着熔融温度、熔融时间以及冷却速率的增加,PE–UHMW的结晶峰值温度(Tc)逐渐下降。在相同的熔融温度和熔融时间下,PE–UHMW的Tc随分子量的增加而逐渐增加,但在所研究的冷却速率范围内(2.5～40℃／min),在相同的冷却速率下,Tc随分子量的增加变化不大。高压DSC的研究结果表明,结晶过程中增加压力导致PE–UHMW的Tc有所下降,并且结晶峰半峰宽变大。     

PE-UHMW塑烧板基板成型压力与烧结时间研究

利用超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)粉末代替传统材料成型塑烧板基板,通过研究冷压压力对PE-UHMW粉末坯体孔隙率的影响及烧结颈随烧结时间的演变,确定了采用粉末压制烧结成型时成型压力应小于6 MPa,烧结时间应为30 min左右。通过对制件性能的检测及微观形貌的观察,验证了该参数成型的塑烧板基板符合孔径约为30～40μm,孔隙率大于40%,拉伸强度大于2 MPa的使用要求。     

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。     

超临界CO_2微孔发泡PE–LLD/PE–UHMW共混物

研究了线型低密度聚乙烯(PE–LLD)/超高分子量聚乙烯(PE–UHMW)共混物的超临界CO2微孔发泡行为,探讨了PE–UHMW含量、发泡温度和饱和压力对泡孔形貌的影响。采用差示扫描量热仪和旋转流变仪对PE–LLD及其共混物的热性质和流变性质进行了测试和表征,并通过扫描电子显微镜表征和分析了发泡样品的泡孔形貌。结果表明,少量PE–UHMW的加入可以显著降低PE–LLD发泡样品的孔径,增加孔密度。随着发泡温度的升高,PE–LLD样品的泡孔结构会发生塌陷现象,而加入少量PE–UHMW可以提高基体的黏度,起到支撑孔壁防止塌陷的作用,并最终得到均匀的开孔结构。另一方面,当温度一定时,饱和压力升高可以降低孔径并且得到开孔形貌的泡孔结构。     

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。     

三维编织PE-UHMW纤维增强PMMA复合材料的力学性能研究

采用真空浸渍法制备了三维编织超高相对分子质量聚乙烯(PE-UHMW3D)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)复合材料，重点研究了该复合材料的力学性能、纤维体积含量对复合材料力学性能的影响以及吸湿前后力学性能的对比。研究表明，PE-UHMW3D/PMMA复合材料具有较好的冲击强度。纤维经表面处理后，其弯曲强度、弯曲模量、横向和纵向剪切强度均有不同程度的提高，冲击强度略有下降。随着纤维体积含量的增加，横向剪切强度增加，纵向剪切和弯曲强度增加到一定程度反而下降。吸湿平衡后的力学性能有所下降。