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。     

高密度聚乙烯粉末的电子束辐射接枝

高密度聚乙烯粉末的电子束辐射接枝王勇，黄劲，李瑞海（成都科技大学纺织工学院，成都６１００６５）（成都科技大学高分子材料系６１００６５）关键词：ＨＤＰＥ粉末，电子束辐射，接枝聚合本文采用电子束予辐射法使聚乙烯粉末表面产生活性中心，然后通过液－固相接枝共...     

电子束辐照下克伦特罗的降解研究

克伦特罗是一种β2受体兴奋剂，是被欧美和我国农业部严格禁止的兽药。克伦特罗水溶液在电子束辐照下将发生降解。辐照计量不同，克伦特罗降解程度不同。采用质谱法测定克伦特罗溶液辐照前后的变化。当辐照计量大于6kGy时，克伦特罗降解率可达95％以上，说明这种辐照降解法具有一定的应用前景。     

辐照聚乙烯单晶的退火研究

用红外光谱、ＤＳＣ、ＳＡＸＳ和ＷＡＸＤ等方法考察了辐照５ＭＧｙ后的聚乙烯单晶在退火前后的结构变化，对比未辐照样品在同样条件下的变化，提出在９０℃以下和１０５℃聚乙烯有不同的退火机理，辐照引起的交联和晶区结构损伤，限制了退火对晶体结构的改善程度．     

等离子体辐照的聚乙烯表面接枝交联共聚合

聚合物利用低温等离子体预辐照进行表面接枝共聚合已有报道.此方法的优点是接枝层被限制在聚合物表面,辐照过程对基材本体性质无影响,且整个过程对环境无污染. 用等离子体使聚合物表面产生自由基,不需要表面具有不饱和键或特殊官能团,因而适用于任何聚合物,甚至于一些无机物如玻璃等.利用等离子辐照后暴露于空气的聚合物表面上生成的过氧自由基或过氧化物进行接枝反应,一般接枝量不大.本工作中,我们自己设计了反应器,以超高分子量聚乙烯(UHMWPE)为基材,以甲基丙烯酸甲酯(MMA)为接枝单体,在无氧条件下利用等离子体辐照产生的表面自由基进行了接枝聚合,产物接枝量高达10％.还用顺磁共振技术对表面自由基性质及其在接枝过程中的行为进行了跟踪研究.     

辐照聚乙烯的熔融和重结晶

用差示扫描量热法（ＤＳＣ），小角Ｘ－射线散射（ＳＡＸＳ），广角Ｘ－射线衍（ＷＡＸＤ）等考察了辐照聚乙烯的熔融和重结晶，辐照破坏了聚乙烯结晶结构，使其熔融温度、结晶度均随辐照剂量的增加而降低，将辐聚乙烯熔融再结晶，其重结晶度、熔融温度随辐照剂量而下降的幅度较大，其原因被归结为片晶劈裂。     

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。     

电子束辐照交联CB/HDPE凝胶复合物的阻温特性

对电子束辐照交联并经溶剂抽提得到的炭黑/高密度聚乙烯(CB/HDPE)凝胶复合物的阻温特性进行了研究.结果表明,凝胶复合物与未抽提的交联试样和未交联试样相比,其PTC强度显著增大,并伴有明显的NTC现象.经热冷循环后,表现出很好的阻温特性稳定性,并且NTC现象消失.表明阻温特性的稳定性及NTC现象的消除强烈依赖于CB/HDPE导电复合材料凝聚态结构的稳定性     

聚乙烯片晶辐照破坏机理的电子显微镜研究

用透射电子显微镜观察了高密度辐照聚乙烯的形态结构,并通过统计方法定量地分析了其结构与辐照剂量的关系。发现室温辐照聚乙烯的片晶形态不随辐照剂量而变化。若将室温辐照聚乙烯重新熔融,然后再于125℃下等温结晶4h后,其片晶厚度则随辐照剂量的增加而变薄,长周期亦随之变短。小角X射线散射的测试结果与上述结果符合得很好。室温辐照聚乙烯及其125℃重结晶试样的电子显微镜数据从又一直观角度验证了辐照聚乙烯“片晶内部破坏机理”的正确性。     

纳米二氧化硅改性CPE的研究

采用纳米级SiO2改性氯化聚乙烯（CPE），探讨了SiO2用量、表面处理方法、加工工艺等因素对改性CPE力学性能的影响。通过机械共混制备了CPE／SiO2共混材料，性能测试表明：改性后CPE的硬度、300％定伸应力、断裂伸长率、拉伸强度等力学性能均有较大的提高。     

导热增强聚乙二醇相变复合材料的制备及其性能

本文以聚乙二醇(PEG)为相变材料,通过添加不同的无机填料,采用熔融共混浇筑方式制备了导热增强型相变复合材料。 通过扫描电子显微镜(SEM)、热常数分析仪、差示扫描量热仪(DSC)、红外热成像和热重分析仪研究了所制备复合材料的微观结构、导热性能与相变过程。 研究结果表明,相比于碳酸钙和氧化铝,在相同添加含量下,氮化硼(BN)可有效提高PEG的导热系数,当BN质量分数为40%时,导热系数可达到3.40 W/(m·K);当填料添加量相同时,片状BN和不规则纳米碳酸钙(CaCO₃)比球形氧化铝(Al₂O₃)对PEG具有更加优良的定型效果,在相变过程中,能够更加有效阻隔PEG的流动,保持复合材料的形状稳定性。     

聚乙二醇/氮化硼复合材料相变导热性能及其结晶行为

本文采用熔融共混浇筑的方法制备了聚乙二醇/氮化硼(PEG/BN)相变复合材料,并研究了不同尺度片状BN对相变复合材料导热性能和结晶行为的影响。 通过扫描电子显微镜(SEM)、热常数分析仪、红外热成像分析仪和差示扫描量热仪(DSC)研究了相变复合材料的微观形貌、导热系数和相变过程,并利用莫志深法对DSC结果进行了非等温结晶动力学分析。 结果表明,较大片状直径(50 μm)的BN可以更有效地提高聚乙二醇的导热系数,当BN填料质量分数为40%时,相变复合材料的导热系数可达到5.04 W/(m·K)。 在快速降温条件下,片径为50 μm的BN填料可以缩短PEG的半结晶时间,提高结晶速率,使相变复合材料具有较大的相变焓。     

Thermally Conductive Study of Polyethylene/Al2O3 Composite Networks Cross-linked by Electron Beam Irradiation

The surface-modified Al₂O₃ particles were introduced into polyethylene(PE) to enhance the thermal conductivity, and PE/Al₂O₃ cross-linked networks with improved thermal and mechanical properties were prepared through electron beam(EB) irradiation technology. The incorporation of reactive irradiation sensitizer was useful in fabricating a high degree of cross-linking(DC) PE networks under a low irradiation dose. In the PE sample containing 2% sensitizer, DC ca.67.1% could be obtained under 60 kGy(1 kGy=1000 J/kg). EB-irradiation greatly improved the tensile stress of PE-based samples, and the tensile stresses of the samples with 0.2%-5% TMPTA(trimethylolpro-pane triacrylate) under 60 kGy were 24.61-27.77 MPa. All the EB-irradiated samples had higher Vicat softening temperatures than the samples without irradiation. After treatment at 120 kGy, the Vicat softening temperatures of PE-Al₂O₃-44/TMPTA-2 increased from 127℃ to 130.4℃. SEM images revealed that PE-Al₂O₃-50 samples with increased amount of Al₂O₃ particles showed a conduction "pathway," and thermal conductivity reached 0.67 W/(m·K). Thus, high-performance pipes were extruded, which could satisfy the static hydraulic blasting test and exhibit improved thermal conduction capability.     

聚乙二醇/功能化石墨烯层状纳米复合材料热稳定性的提高

通过溶液共混技术成功制备了一系列聚乙二醇功能化石墨烯(GO-PEG)填充的聚乙二醇4000(PEG4000)基纳米复合材料.利用红外(FT-IR)、X衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、热重(TG)及玻璃化转变温度(Tg)等表征手段详细研究了复合材料的结构和热性能.结果表明:GO-PEG可均匀分散在聚合物基体中,纳米复合材料呈层状结构;组分间的较强界面相互作用协同增强了纳米复合材料的热稳定性能.最终提出了层状纳米复合材料的形成过程及机理.     

多壁碳纳米管填充高密度聚乙烯复合材料的导电特性

自20世纪90年代Iijima发现碳纳米管(Carbon nanotubes,CNTs)以来,由于其独特的力学性能、电学性能和极高的纵横比,使CNTs在纳米电子器件、催化剂载体、电极材料、储氢材料等方面的应用取得了引人注目的进展,迄今,CNTs填充高分子复合材料的研究主要集中在力学增强以及光学性能的改进方面,其制备方法主要是溶液法和原位聚合方法,     

Optimization of the Thermal Radiation Extinction of Silicon Carbide in a Silica Powder Matrix

In order to optimize the infrared extinction of a SiC-powder in a silica powder matrix, Mie scattering calculations for spherical SiC-particles have been performed. A single oscillator-model was applied to calculate the optical constants of SiC. Taking into account the particle size distribution of a commercially available SiC-powder, its wavelength dependent extinction coefficient was calculated. The result is in very good agreement with the extinction spectrum of the powder derived by infrared optically measurements. Mie scattering theory also was used to find the optimum mean SiC-particle diameter of a mixture of 20% SiC-powder and 80% silica powder. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

Thermal conductivity of gel-spun polyethylene fibers

The thermal conductivities of unidirectional gel-spun polyethylene fiber-reinforced composites have been measured parallel (K∥?) and perpendicular (K⊥) to the fiber axis from 15 to 300K. The axial thermal conductivity K∥? varies linearly with volume fraction v_f of fiber, while the transverse thermal conductivity K⊥ follows the Halpin-Tsai equation. Extrapolation to v_f = 1 gives the thermal conductivity of gel-spun polyethylene fiber which, at 300K, has values of 380 and 3.3 mW cm^?1K^?1 along and perpendicular to the fiber axis, respectively. The axial thermal conductivity is exceptionally high for polymers, and is more than twice the thermal conductivity of stainless steel. This high value arises from the presence of a large fraction of long (> 50 nm) extended chain crystals in the fiber. Further improvement of up to a factor of 10 is possible if the length and volume fraction of the extended chain crystals can be increased. © 1993 John Wiley & Sons, Inc.     

Simulation of Electrical and Thermal Behavior of Poly(propylene) / Carbon Filler Conductive Polymer Composites

PP-carbon CPC show interesting thermo-electrical properties, smooth resistivity increase with temperature up to 150°C and consequently high power dissipation on a wide temperature range. The addition of short carbon fibers to PP already formulated with carbon black increases sharply the electrical conductivity of the CPC but does not have much influence on thermal conductivity as it could have been expected from the favorable aspect ratio of the fibers. The simulations of the thermo-electrical behavior of the CPC under tension put into evidence a temperature gradient at high heat flux due to the low thermal conductivity, which may damage the material itself.