液态氧化法处理超高分子量聚乙烯纤维

用液态氧化法对超高分子量聚乙烯纤维进行了表面处理,研究了处理介质、处理时间对超高分子量聚乙烯／环氧复合材料层间剪切强度的影响,用扫描电子显微镜、ＸＰＳ表面元素分析、毛细浸润法测接触角等方法探讨了纤维表面性能处理前后的变化,以及纤维与树脂的界面结合情况。     

医用超高分子量聚乙烯摩擦磨损性能的研究进展

综述了影响医用超高分子量聚乙烯(UHMWPE)摩擦学性能的因素,以及改进的方法。总的来说,影响因素有填料的种类、润滑剂、接触面、运动轨迹、操作参数等多种因素。通过物理和化学的方法可以改进其摩擦学性能。     

超高分子量聚乙烯的红外光谱的特性研究

研究了超高分子量聚乙烯(M_w>1×10⁵)的红外光谱-温度特性.3条非晶谱带(1368、1352和1304cm^-1)的吸收强度均随温度升高而增大,但都比普通分子量聚乙烯增加的小,尤以高于140℃更甚.分子链中次甲基的近程构象序列分布随温度的变化不受分子量的影响,但旁式构象序列分布则随温度升高而增大.升温和降温过程的红外光谱均表明1352和1304cm^-1两谱带随结晶状态的变化比1368cm^-1更敏感.     

超高分子量聚乙烯的研发及应用

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是一种性能卓越的工程塑料,同众多的聚合材料相比,具有其它工程塑料所无法比拟的耐冲击性、耐磨损性、耐化学药品性、耐低温性、耐应力开裂性、抗粘附能力,优良的电绝缘性、自润滑性及安全卫生等性能,可以代替碳钢、不锈钢、青铜等材料广泛地应用于体育、纺织、采矿、化工、包装、建筑、机械、电气、医疗等领域。本文综述了国内超高分子量聚乙烯生产现状、需求、产品加工和应用情况,并对其以后的发展前景进行了预测。     

γ-射线辐射活性自由基聚合研究

本文对γ- 射线辐射条件下的活性自由基聚合反应研究及进展进行了综述。虽然γ- 射线辐射引发聚合反应通常是不可控的,但在有机硫化物,如二硫代羧酸酯或三硫代碳酸酯存在下,则成功地实现了可控/活性自由基聚合。聚合过程中聚合物分子量随单体转化率线性增长,不但可控,且分布窄,也可以用于合成嵌段共聚物。有机硫化物对聚合反应控制起着关键性作用,硫化物的结构对于γ- 射线辐射活性自由基聚合行为的影响显著。γ- 射线辐射聚合的突出优点是可在室温或更低的温度下实施,且不需要加入引发剂。在环硫化合物存在下,获得了环形聚合物;而且使热和光敏感的叠氮类单体实现了活性聚合。     

大剂量范围电子束辐照超高分子量聚乙烯纤维结构与性能研究

采用高能电子束辐照方法获得了一系列从20kGy到1000kGy大剂量辐照范围的超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE fiber)。通过凝胶含量测试和溶胶流变性能测试定性和定量表征了辐照过程的交联和裂解效应,利用差示扫描量热仪(DSC)和X射线衍射仪(XRD)表征了辐照产物的结晶性能,并且利用热机械分析仪(TMA)表征了辐照纤维在高温恒温条件下的热尺寸稳定性。结果表明,高能电子束辐照对于UHMWPE纤维具有交联和裂解两种作用;大剂量辐照下会造成纤维熔点和熔融热焓降低,法线方向晶粒平均尺寸有明显变小;辐照交联大大提高了纤维的热尺寸稳定性。     

聚乙烯/超高分子量聚乙烯共混体系相行为的动态流变学研究

研究了高密度聚乙烯(HDPE)/超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)/UHMWPE、低密度聚乙烯(LDPE)/UHMWPE三种共混物的动态流变性能。从弹性模量、复数粘度、特征频率和松弛时间的对数线性加和性、Cole-Cole曲线、Han曲线以及时温等效原理的分析表明LDPE/UHMWPE共混物在熔体状态是相容的,而LLDPE/UHMWPE和HDPE/UHMWPE共混物在熔体状态下发生分相过程。     

超高分子量聚乙烯凝胶／结晶膜中链缠结的Raman研究

为获得超高分子量聚乙烯的超高取向性，利用准稀溶液速冷解缠方法可使λｍ＝４００，力学性能大幅度提高，但距离链的理论强度还有一定差距，ＮＭＲ的相结合研究表明其中仍残存一定量的界面层及非晶部分。从缠经链角度来看，其分子链的解缠并不能达到完全。     

超高分子量聚乙烯纤维牵伸温度研究

超高分子量聚乙烯纤维只有经过多级牵伸,才能成为高强度、高模量的高性能纤维。在牵伸工艺中涉及到牵伸温度及牵伸倍率两个工艺参数。本文从牵伸温度角度出发,采用多级牵伸得到了高性能聚乙烯纤维,利用强伸仪、DSC等表征手段,系统地研究了各级牵伸温度对超高分子量聚乙烯纤维性能影响规律,探索最佳牵伸温度组合。本项研究表明,牵伸温度直接影响最大牵伸倍率,最终影响到纤维的力学性能,采用三级牵伸可以使纤维力学性能达到较高水平,最佳温度组合为137.5℃—147.3℃—147.3℃,纤维强度32cN.dtex-1。     

直接氟化表面处理超高分子量聚乙烯粘接性能研究

采用直接氟化处理新技术对板材进行了表面处理,明显增强其可粘性,与环氧黏合剂粘接的剪切强度可达4.72 MPa,且氟化处理后样品在室温环境放置1个月后,与环氧粘接的剪切强度基本保持不变.扫描电镜结果显示,氟化后UHMWPE板材表面形貌结构并未发生明显变化.接触角测试发现氟化后UHMWPE表面极性部分明显增加,表面能由30...     

γ射线辐射诱导聚碳硅烷自由基的衰变

利用电子自旋共振波谱(ESR)研究了在N2气中γ射线辐射诱导聚碳硅烷(PCS)自由基的产生和演变行为.ESR谱图分析结果表明,γ射线辐射诱导PCS产生的自由基为硅自由基(≡Si·).低剂量辐照时硅自由基的浓度随吸收剂量的增加而线性增加,硅自由基的辐射化学产额G值约为9,吸收剂量达到200 k Gy后,硅自由基的浓度趋于饱和.室温下硅自由基的浓度随存储时间的延长而逐渐降低,在N2气中存储时硅自由基的半衰期约23 d,在空气中存储时硅自由基的氧化反应导致衰减速率加快,半衰期仅为8 h.温度升高硅自由基衰减速率加快,在N2气中250℃加热处理可以完全清除硅自由基.     

超高分子量聚乙烯模塑板材的抗冲击机制

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是一种具有突出抗冲击特性的高性能工程塑料,有关其合成、加工和应用的研究是现今高分子科学的研究热点之一,但是UHMWPE抗冲击的内在机制仍未明确.本文选取黏均分子量约为5×106,悬臂梁双缺口冲击强度分别为54.7, 93.4, 105和152 kJ/m2的4种UHMWPE为研究对象,通过分子结构和凝聚态结构表征,探究了UHMWPE的抗冲击机理.研究发现, 4种UHMWPE具有相同的晶型、接近的结晶度和片晶厚度; UHMWPE在微观上表现出重复性的“延展-断裂”式的抗冲击过程,“延展-断裂”条带的数量和宽度与冲击强度正相关;非晶区的缠结密度与冲击强度呈线性负相关关系,相关性指数高达0.9,即在UHMWPE的合成和加工过程中,控制非晶区的缠结密度对最终制品的抗冲击强度至关重要.     

γ—射线辐照对聚乙烯单晶结构的影响

采用混合晶红外光谱、X-射线衍射及小角散射、差示扫描量热法研究γ-射线辐照对溶液生长聚乙烯单晶的影响,表明γ-射线辐照在单晶的规则折叠区也引起了不可忽视的结构缺陷或畸变。     

超高分子量聚乙烯凝胶膜超高取向过程的几个不同阶段

通过Ｘ射线衍射、平板照相、扫描电镜等方法观测超高分子量聚乙烯凝胶／结晶膜取向过程中的结构形态变化，并根据ＰＥ片晶分子动力学模拟结果，提出ＵＨＭＷＰＥ凝胶膜在热拉伸取向过程中明显存在３个不同阶段，即：初期片晶转动或滑移，ｂ轴优先垂直于拉伸方向取向；随着拉伸比增大，片晶的ｃ轴平等于伸方向，同时，分子链的解折叠开始，部分非晶链也进入伸直链区取向，当拉伸比达到极限倍率时，分子链已经接近完全伸展成为比较刚直     

超高分子量聚乙烯膜轴向压缩变形结构的研究

继刚性聚合物经溶液液晶(如芳香族聚酰胺)或熔融液晶(如芳香族聚酯)纺丝制取高性能纤维获得成功后,利用冻胶纺丝等技术制取超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)高性能纤维的研究已取得突破性进展。这类纤维具有伸直链结构,大分子沿材料拉伸方向高度取向和结晶,显示出优异的抗张性能,具有很大的拉伸强度和模量。     

“半稀溶液”中超高分子量聚乙烯链缠绕结构的演变行为北大核心CSCD

通过熔融共混法制备超高分子量聚乙烯/线性低密度聚乙烯(UHMWPE/LLDPE)和超高分子量聚乙烯/聚乙烯蜡(UHMWPE/PE-wax)共混物,以振荡剪切流变测试和脆断截面SEM研究不同浓度UHMWPE对共混物流变行为和材料微观形貌变化的影响,尤其是UHMWPE在共混物中达到一定浓度开始形成缠结结构时的行为变化。UHMWPE/LLDPE共混物在流变测试中相容性良好,当UHMWPE浓度大于0.84%(wt),即临界交叠浓度(孤立高分子线团逐渐靠近开始成为线团密堆积时的浓度)的4倍,频率扫描曲线在低频区显示为与频率无关的类固态凝胶行为,网络结构开始形成;时间扫描曲线表明UHMWPE的浓度在大于0.84%(wt)时储能模量逐渐增大,UHMWPE的缠结有所体现。采用分子量低于缠结分子量Me的聚乙烯蜡为基体,UHMWPE/PE-wax共混物的时间扫描在浓度0.84%(wt)(临界交叠浓度的4倍)时储能模量增加明显。通过SEM观察UHMWPE/PE-wax共混物脆断面,发现该浓度下开始出现丝状物结构,表明了缠结和网络结构的形成。     

结构化纳米Ziegler-Natta催化剂制备超高分子量聚乙烯

用1,4-丁二醇作为络合沉淀剂,通过再结晶活化法将晶型混乱并具有晶格缺陷的纳米级MgCl2晶粒均匀分散在硅胶表面,形成结构化纳米载体.将此载体用于负载TiCl4得到结构化纳米Ziegler-Natta催化剂.研究了醇镁比对载体形貌的影响,以及结构化纳米催化剂用于乙烯聚合的催化特性和产物特点.乙烯淤浆高压聚合结果表明结构化纳米Ziegler-Natta催化剂可用于制备超高分子量聚乙烯,并且温度对催化剂活性和聚乙烯产物的分子量都有很大的影响,在实验条件下催化剂活性可达到1261 kg PE.(molTi)-1.h-1.10-5Pa-1,超高分子量聚乙烯的黏均分子量可达到5.87×106.SEM、DSC和粒径分析等结果表明,结构化纳米催化剂制备的聚乙烯产物结晶度高,在实验考察条件下最高可达到49.5%,而且产物形貌规整,接近球形,平均粒径在68～69μm之间,利于后续的生产加工.     

邻苯二酚-四乙烯五胺改性超高分子量聚乙烯纤维

应用Cat-TEPA改性超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维,在难黏附的纤维表面形成均匀涂层.采用透射电子显微镜(TEM)、红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、示差扫描量热(DSC)、热重分析(TGA)和静态接触角测试等手段对其结构和性能进行了表征,并通过单丝拔出实验研究改性前后纤维与环氧树脂之间的界面剪切强度(IFSS),探索了反应物配比、反应时间对表面性能的影响,并确定最佳改性条件.结果表明Cat-TEPA共沉积改性未影响纤维的结晶和热稳定性,改性后纤维表面浸润性得到改善,且适当增加反应时间和TEPA含量能够提高纤维和树脂之间的IFSS,当Cat-TEPA摩尔比为1:4,反应时间为24 h时效果最佳,与未改性纤维相比,界面剪切强度提升约44%.     

超高分子量聚乙烯温等静压成型工艺及性能

利用全软模温等静压成型方法成功制备出直径达120mm,高105mm的超高分子量聚乙烯柱状制件,研究了成型压力对成型性能的影响。利用扫描电镜、X射线衍射及示差扫描量热法研究了不同成型压力下结晶度的差异。结果表明:提高压力更有利于结晶,160 MPa下成型样品的熔点为143.0℃,片晶厚度为123nm,结晶度达到69.39%,抗拉强度达到36.8 MPa,缺口冲击强度达到152.3kJ/m~2,断裂伸长率达到634%。     

热拉伸的超高分子量聚乙烯的晶体结构和力学性能

讨论了超高分子量聚乙烯（ＵＨＭＷ－ＰＥ）的熔融一次拉伸和二次拉伸的晶体结构和力学性能．利用ＷＡＸＤ和ＳＡＸＤ测定了拉伸片的晶体取向因子和极图，晶粒尺寸，晶体畸变，长周期等晶体结构．用ＤＳＣ和ＶＥＳ测定热性能和动态力学性能．应力－应变实验测定拉伸片的杨氏模量，断裂强度和伸长．这些实验结果说明ＵＨＭＷ－ＰＥ经二次拉伸能产生正交晶系的伸直链晶体．二次拉伸片由折叠链片晶和伸直链晶体两元结构组成．二次拉伸片的杨氏模量比一次拉伸片有大幅度提高．二次拉伸片的晶体结构和力学性能是在一次拉伸的基础上形成的．