超高分子量聚乙烯/石蜡油体系的热力学相图及微孔膜的结构EI北大核心CSCD

在制备超高分子量聚乙烯(UHMWPE)微孔膜的过程中需要加入大量的稀释剂如液体石蜡(LP),以降低聚乙烯的熔体黏度,同时作为微孔膜的造孔剂。文中首先通过热力学理论分析了UHMWPE/LP体系是属于强相互作用体系,然后通过热台-显微镜装置在慢速的升温和降温过程中获得了相平衡温度曲线,再通过差示扫描量热测试获得了结晶温度曲线,发现相平衡温度与结晶温度均与聚乙烯含量成正相关性,分别组成了UHMWPE/LP体系的热力学相图中的相变开始和相变结束时的温度曲线。该相分离发生在100～130℃的温度范围内,是由于该体系中聚乙烯结晶引发了固-液相分离,该体系的相分离过程可以认为是晶相与非晶相之间的物质交换的过程。最后扫描电镜照片也表明UHMWPE/LP体系中的液体石蜡会削弱聚乙烯的结晶能力,影响冷却后非晶相的尺寸,从而改变萃取后微孔膜的微观结构。     

超高分子量聚乙烯微孔膜的亲水性改性研究

采用与聚乙二醇(PEG20000)共混的方法来改善UHMWPE微孔膜的亲水性,研究了改性剂含量对膜结构、亲水性能、渗透性能及力学性能的影响。结果表明:改性后UHMWPE微孔膜的孔结构有所增大;随着改性剂含量的增加,膜的亲水性大致呈上升趋势,但由于部分PEG20000会溶于蒸馏水,随着水洗时间的延长,改性剂发生流失,膜的亲水性发生衰减;相较于改性前,改性膜的水通量、蛋白质通量及纯水恢复量均显著上升,意味着膜具有很好的渗透性及抗蛋白质污染性;当PEG20000的质量分数为15%时,改性剂与UHMWPE的相容状态达到最佳结晶度显著增大,且聚合物分子链互相缠结起到物理交联作用,膜的力学强度可提高至15MPa左右。     

热致相分离法制备超高分子量聚乙烯微孔膜

以液体石蜡为稀释剂，用热致相分离方法（TIPS）制备了超高分子量聚乙烯（UHMWPE）微孔膜。实验测定了UHMWPE／液体石蜡体系的相图，研究了冷却速率、UHMWPE初始浓度和分子量对膜结构及性能的影响，用扫描电子显微镜（SEM）及压汞法表征了微孔膜的微观结构及平均孔径和孔隙率，同时测试了膜的纯水通量。结果表明，UHMWPE／液体石蜡体系只存在由聚合物结晶导致的固-液相分离过程，UHMWPE初始浓度的增加或冷却速率的加快均可以导致膜平均孔径和水通量的减小；聚合物分子量影响着膜的结构与性能，聚合物分子量增加时，膜的孔径和水通量均逐渐减小。     

活性炭/超高分子量聚乙烯耐热性研究

为了提高超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的耐热性,采用超级电容活性炭(微米级)对UHMWPE进行填充改性,制备活性炭/UHMWPE复合材料。通过热重(TG/DTG)测试和维卡软化点温度测试分析了复合体系的热性能;同时研究了活性炭含量对UHMWPE的电学性能、冲击性能、表面及摩擦系数的影响。结果表明：活性炭填充可使UHMWPE材料失重5%时的分解温度提高17.44℃,维卡软化点提高了约18℃;且活性炭对UHMWPE复合体系的抗静电性、冲击性能、表面均有比较明显的改善。     

用TIPS法成型超高分子量聚乙烯微孔材料的机理分析

超高分子量聚乙烯（UHMW－PE）微孔材料是以UHMW－PE为聚合物基体的新型功能性材料，根据其特点，热致相分离（TIPS）方法被用于UHMW－PE微孔材料的成型，文中简要分析了TIPS方法的热力学机理，借助UHMW－PE／溶剂二元体系相图综述了相分离过程，溶剂体系和冷却速率等对制品微观结构的影响。     

超高分子量聚乙烯研发概述

本文论述超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的催化剂体系及聚合工艺,从应用领域对我国超高分子量聚乙烯行业发展现状进行分析,综述超高分子量聚乙烯的研发状况。我国在引进国外先进技术和经验的同时,应同时加大对适合加工产品所需的技术及设备,以及相关催化剂研发工作。     

硅烷交联超高分子量聚乙烯

采用硅烷对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)进行交联改性，系统地研究了交联UHMWPE的凝胶率、熔点、结晶度、力学性能与耐磨性。结果表明，硅烷偶联剂导致了UHMWPE的交联，使UHMWPE的凝胶率提高。当硅烷含量较低时，UHMWPE的熔点增高、结晶度增大；当硅烷含量较高时，UHMWPE的熔点、结晶度呈下降的趋势；硅烷交联导致了UHMWPE材料的模量和强度提高，磨耗率降低；当硅烷含量较高时，交联UHMWPE材料的力学性能和磨耗率均变差；当硅烷含量为0．2份～0．4份时，交联UHMWPE材料的综合性能最佳。     

超高分子量聚乙烯纤维复合材料

链延长的超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)在环氧树脂、乙烯基酯类和聚乙烯基体复合材料中的应用,不仅提高了材料的比强度和韧性,而且使其它性能得到改善。其突出的抗冲击性和介电性赋予它在防护屏蔽、电子和结构材料方面应用的巨大潜力。Allied-Signal公司开发的UHMWPE纤维的密度只相当于芳酰胺纤维的2/3,而实验表明,它的冲击性能比芳酰胺纤维高25%。UHMWPE纤维复合材料能有效地吸收低速冲击能量,可将冲击所造成的破坏降低到最低限度。     

超高分子量聚乙烯人工关节研究进展

人工关节是替代病变或损伤关节的植入性假体,除了应满足生物相容性要求外,必须具有足够的耐磨损性能、力学性能和抗氧化性能等。超高分子量聚乙烯因其自身优良的理化性能而被广泛应用于人工关节置换用材料。但随着超高分子量聚乙烯人工植入体使用时间的延长会导致其不同形式的失效,如磨损引起的骨质溶解,给骨科患者生活带来不便。综述了国内外提高超高分子量聚乙烯人工关节植入体综合性能而对材料进行改性处理的各种方法,包括辐照交联、热处理、加入抗氧剂等。最后总结了通过调控流动场诱导形成自增强结构,来改善人工关节植入体力学性能的最新进展,并展望了超高分子量聚乙烯人工关节高性能化的未来研究方向。     

超高分子量聚乙烯加工研究进展

本文详细介绍了超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的模压成型、挤出成型、注塑成型、凝胶纺丝等加工方法,并指出了各种方法的优缺点。     

具有隔离结构的超高分子量聚乙烯/镍高导电复合材料

采用化学镀手段制备金属镍包覆的超高分子量聚乙烯复合粒子,通过热压成型方法制得具有隔离结构的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)/镍(Ni)高导电复合材料。通过调节金属(镍)镀层厚度及加工温度考察不同Ni含量及加工温度对复合材料导电性能的影响。结果表明,复合材料具有明显的导电逾渗行为;通过化学镀工艺可有效提高金属填料与基体的结合力,同时实现金属镍在聚合物基体中的选择性稳定分布,构建具有隔离结构的导电网络,使得复合材料的逾渗值降低至1.02%(体积分数)。基于金属填料优异的导电性能,在Ni体积分数仅为2.53%时,复合材料的电导率达到2648S/m。此外,降低复合材料的加工成型温度有助于减少加工过程对导电网络的破坏作用,从而有效降低复合材料的导电逾渗值,对提高复合材料导电性能具有重要意义。     

初生态超高分子量聚乙烯的多级孔洞结构研究

采用TG、DSC、SEM以及1H自旋-自旋驰豫等方法,探究了不同牌号、聚合条件和分子质量初生态超高分子量聚乙烯（UHMWPE）的热性能及多尺度孔洞结构。利用小分子溶剂环己烷为探针,建立了核磁驰豫谱表征UHMWPE多尺度孔洞结构的方法,该方法可以真实地反映原料内孔洞结构及其分布。研究结果表明：UHMWPE的起始热失重温度为325 ℃,最大降解速率对应温度为480 ℃,具有较好的热稳定性;各UHMWPE样品的熔点在134~137 ℃之间,熔程在110~150 ℃之间,结晶温度在118~121 ℃之间,且随着分子量的增大,各样品的结晶度降低;UHMWPE粉末是由直径在数十微米以内的次级粒子构成,微粒间有一定的间隙,以纤维状结构相连,次级微粒还存在更小的内部结构,基本形成了尺寸不同的多级孔洞结构;UHMWPE样品中环己烷的1H自旋-自旋驰豫时间为0.023~2 101.750 ms,基本反映了不同尺度的宏观孔洞结构和非晶区微孔结构。     

石墨烯/超高分子量聚乙烯复合材料的导电性能

采用氧化还原法制备了石墨烯(GNS),用X射线衍射(XRD)、红外光谱、透射电子显微镜对所得GNS进行了分析和表征。采用溶液混合、超声波分散的方法,制备了GNS/超高分子量聚乙烯(UHMWPE)导电复合材料,研究了材料的导电渗流行为和阻-温特性。结果表明,溶液混合法可使GNS较好地分散于UHMWPE基体中,复合材料表现出典型的导电渗流行为,其渗流阈值为3.6%(质量分数)。在大于渗流阈值的情况下,复合材料的正温度系数效应(PTC)强度随GNS含量的增加而提高;热循环使得复合材料的PTC强度有所降低。     

石墨烯/超高分子量聚乙烯导电复合材料的电性能

通过两步法制备了纳米石墨烯(GNS)/超高分子量聚乙烯(UHMWPE)分离结构导电复合材料,通过扫描电子显微镜和透射偏光显微镜研究了导电复合材料的形态结构与电性能的关系。研究表明,GNS粒子能够均匀地涂覆在UHMWPE粒子表面。当GNS的体积分数为0.4%时,复合材料电导率提升了15个量级,渗流阀值为0.028%(体积分数,下同)。GNS/UHMWPE分离结构导电复合材料的正温度系数效应(PTC)研究表明,由于填料分布形态及含量的变化,导致复合材料PTC转变温度发生改变。     

超高分子量聚乙烯微孔膜的亲水改性研究(Ⅱ)改性UHMWPE微孔滤膜的性质及其过滤性能

研究了UHMWPE微孔膜接枝HEMA和MAA后的水蒸气吸附特性、蛋白质吸附性能及其膜的过滤性能随着接枝率的变化.结果表明,膜的接枝率增大时,其BSA蛋白质吸附量降低;在一定范围内时,膜的去离子水和蛋白质溶液通量随接枝率的增大而提高,但接枝率过大时,其通量有所下降;其BSA溶液通量恢复率研究表明,改性膜比未改性膜显示较大的通量恢复,清洗后其通量恢复率可达80%以上,改性膜具有较高的抗蛋白质污染能力.     

超高分子量聚乙烯的熔融缺陷

针对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)成型加工中存在的熔融缺陷问题,通过在不同加工条件下对超高分子量聚乙烯进行模压成型,研究熔融缺陷的形成及对制品力学性能的影响。采用对制品进行扫描电镜(SEM)断面形貌观察、力学拉伸和差示扫描量热(DSC)测试,结果发现,延长加工时间或提高加工温度,UHMWPE的结晶行为无明显变化,但都能够有效地改善超高分子量聚乙烯的熔融缺陷,能提高制品的断裂强度和断裂韧性等力学性能。