硅酮粉改性超高分子量聚乙烯及其熔体纺丝加工性能

针对超高分子量聚乙烯（PE-UHMW）熔体加工性能差的问题，应用硅酮粉，采用熔融共混方法对PE-UHMW进行改性，以提高其熔体加工时的流动性。通过扫描电子显微镜与能量色散谱（EDS）表征了硅酮粉在PE-UHMW中的分布，并采用熔体速率测试、旋转流变测试，分析了硅酮粉含量对PE-UHMW熔体流动速率与流变性能的影响。对改性后的PE-UHMW采用熔体纺丝法制备了PE-UHMW单丝，并进行了拉伸强度测试。实验结果表明，随着硅酮粉的增加，其分散性逐渐变差，PE-UHMW熔体流动速率随硅酮粉含量先增加后降低，当硅酮粉质量分数达到4%，其熔体流动速率最高，复数黏度与储能模量最低，5%质量分数的硅酮粉在PE-UHMW基体中团聚较明显，改性后的PE-UHMW熔体流动性降低。熔体纺丝实验结果表明改性后的PE-UHMW可以通过普通单螺杆挤出机熔融挤出初生丝，经超倍热拉伸可以制备高强度单丝。当拉伸倍率为36时，质量分数3%的硅酮粉改性PE-UHMW单丝拉伸强度最高，可达1 565 MPa。因此综合考虑加工性能与单丝强度，采用质量分数3%的硅酮粉改性PE-UHMW较合适。