超高分子量聚乙烯冻胶纤维伸流变性能的研究

本通过恒速拉伸测力仪探讨了超高分子量聚乙烯冻胶纤维的拉伸流变性质，发现它的表现拉伸粘度，ηｅ与拉伸形变速率ε之间的关系曲线因温度和拉伸倍数λ的不同可分为三种类型。三种曲线均在ε＝０．００５ｓ＾－１左右发生了重大转析，说明ε＝０．００５Ｓ＾－１处于聚乙烯冻胶纤维在拉伸时，大分子链缠结与解缠这对矛盾的关节点。不仅ηｅ与ε的曲线在此处发生重大转折，而且拉伸应力σｅ与ε的关系曲线也在此处出现极大值。实验     

铬酸处理液对UHMWPE纤维及其砂浆强度的影响

为研究铬酸处理液对UHMWPE纤维及其水泥砂浆强度的影响,对纤维断裂强度及其砂浆力学强度进行了测试,并采用SEM对微观改性机理进行了分析。结果表明,铬酸对低纤度纤维的处理效果较好,改性纤维砂浆的抗折强度与纤维的处理程度成正相关性;在纤维掺量为0.7kg/m3时,相比于预处理纤维砂浆,1 760Dtex改性纤维对砂浆抗折强度提高12%,但对砂浆抗压强度提高不明显;相比于素砂浆,1 760Dtex改性纤维对砂浆抗折强度提高28%,抗压强度提高19%;在相同纤维掺量情况下,低纤度纤维对砂浆强度的改善较好;SEM测试发现处理后低纤度纤维表面的斑纹和凹槽更明显,这决定了改性纤维砂浆的力学性能。     

正交试验分析铬酸改性UHMWPE纤维

设计正交试验对UHMWPE纤维进行铬酸改性,通过分析正交试验结果得到最优的铬酸改性工艺,并对经最优铬酸改性工艺处理前后UHMWPE纤维的表面形貌、接触角、红外光谱进行了测试和对比分析,得到结论:处理液配比K_2Cr_2O_7:H_2O:H_2SO_4为7:12:82,处理温度为63℃,处理时间为10min。     

熔纺UHMWPE/聚烯烃共混体系及其纤维结构性能研究

利用双螺杆挤出机将超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)与4种聚烯烃(PO1,PO2,PO3,PO4)按照1∶1的质量比共混造粒,采用DSC,SEM和POM等手段对不同UHMWPE/PO共混体系的共混组分分散状态进行研究;并探究不同拉伸倍数对UHMWPE/PO1(标记为U/PO1)纤维热性能、力学性能和纤维取向的影响.结果表明:UHMWPE/PO共混组分的熔体分散状态与共混组分PO的种类有关,U/PO1具有良好的熔体分散性,U/PO4稍差,而U/PO2和U/PO3则两相分相明显;在UHMWPE/PO共混物熔体降温结晶过程中,UHMWPE与PO1共混组分结晶分散较均匀,各晶区尺寸较小,表明该共混物在熔融状态时两相分布较均匀,UHMWPE与PO1具有较好的共混相容性,U/PO4稍差,而U/PO2和U/PO3两组分晶区出现明显分离,表明其在熔融状态时相容性差.纺丝实验表明,相分散均匀性较好的U/PO1可纺性也较好,其在325℃纺制的纤维经过17倍的牵伸,所获得的U/PO1共混纤维断裂强度和初始模量可分别达938和8 107 MPa.     

UHMWPE纤维针织增强体复合材料制备及性能研究

采用平板硫化机制备UHMWPE纤维针织增强体复合材料,确定基体配制的工艺,同时对改性前后的UHMWPE纤维针织增强体复合材料的拉伸性能、弯曲性能、压缩性能及层间剪切性能等基本力学性能进行了探究,分析了不同增强体下复合材料的破坏情况。实验结果表明,最佳的基体工艺为:环氧树脂:固化剂=10:3,稀释剂丙酮10%,扩散剂邻苯二甲酸二丁酯20%,混合温度50℃,搅拌时间20min;对比分析改性前后的针织增强体复合材料的力学性质,增强体选用罗纹半空气层衬纬组织更为理想。     

UHMW—PE冻胶丝超拉伸工艺的研究

以煤油为溶剂，汽油为萃取剂，采用冻胶纺丝－超拉伸技术纺制了超高分子量聚乙烯纤维。通过密度梯度，声速取向，ＤＳＣ热分析和力学性能测试等研究了拉伸过程中纤维结构与性能的关系，并讨论了拉伸工艺中拉伸倍率，拉伸形变速率，拉伸长度及拉伸温度对纤维结构变化的影响。     

紫外辐射交联对UHMWPE／CNTs复合纤维蠕变影响研究

超高分子量聚乙烯／碳纳米管复合纤维拥有高强度,高模量等性能,在防弹等方面有广泛的应用,但在使用中容易发生蠕变。文章通过在光化学反应仪上对超高分子量聚乙烯／碳纳米管复合纤维进行紫外光辐射交联,辐射交联后分析蠕变性能及凝胶量的变化。结果表明,纤维随着交联液浓度的增加,纤维的凝胶量增加,抗蠕变性能增强;随着紫外辐射时间的延长,纤维的凝胶量增加,抗蠕变性能增强,当辐射时间较长时,其抗蠕变性能下降,紫外光辐射时间为8min时,效果较好。同超高分子量聚乙烯相比,加入碳纳米管后复合纤维有更好的抗蠕变性能,辐射交联后复合纤维抗蠕变性能有更大的改善。     

填料改性UHMWPE基复合材料拉伸磨损性能的研究

研究了填料颗粒改性的超高分子量聚乙烯（ＵＨＭＷＰＥ）体系的拉伸与磨损性能。加入少量的粉煤灰（＜１０％）和ＳｉＣ（３０％）可提高体系的拉伸强度，并且颗粒越细小，越有利于拉伸强度的提高。ＳｉＣ，Ａｌ２Ｏ３，特别是４０目石英砂可大幅度提高（约４～６倍）体系的耐磨料磨损能力。试验结果表明，载荷Ｐ是影响ＵＨＭＷＰＥ体系磨损率的重要因素。载荷越大，磨损率越高，而与相对摩擦速度ｖ关系不大。所得结果为减粘耐磨复合材料的仿生设计提供了可靠的依据     

聚醚醚酮熔纺工艺的研究

选用进口聚醚醚酮树脂,系统研究了热甬道温度、喷丝头拉伸比对所得初生丝结构、最大牵伸倍数及所得纤维物理机械性能的影响．结果表明：热甬道可降低初生丝的取向度,从而提高可牵伸倍数,使纤维的物理机械性能更优;随着喷丝头拉伸比的增大,初生丝取向度增大,最大牵伸倍数降低,所得纤维的机械性能下降。     

中空纤维垂直向上熔纺过程的数值模拟分析

通过建立数学模型对微孔聚烯烃中空纤维膜原纤的垂直向上纺丝过程进行了数值模拟分析．文中将向上纺丝模式与向下纺丝模式进行分析并对实验的结果比较,从而得到了垂直向上纺丝操作的特点及产生这些特点的原因．     

WS_2/UHMWPE凝胶体系的流变行为研究

UHMWPE具有较好的抗冲击性能,IF-WS2的抗压强度也很好.为实现WS2/UHMWPE冻胶纺丝,实验采用Bohlin Gemini高级旋转流变仪研究WS2/UHMWPE凝胶体系的流变行为.结果表明:IF-WS2纳米颗粒的加入有利于提高UHMWPE/WS2纤维的可纺性;随着IF-WS2纳米颗粒加入量的增加,凝胶体系的表观黏度和剪切应力均随剪切速率先降低再升高;各组凝胶体系的非牛顿指数在180℃时均下降较多;各凝胶体系的结构黏度指数在170℃时较小.     

高岭土/四针状ZnO晶须填充UHMWPE的研究

采用超细高岭土和四针状ZnO晶须对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)进行物理填充改性，研究了这2种填料对于UHMWPE摩擦磨损性能的影响。结果表明，四针状ZnO晶须和高岭土都可以降低UHMWPE摩擦系数和磨损率，同时二者具有的协同效应，在4．5％四针状ZnO晶须和4．5％高岭土的用量时，摩擦系数最低；在6％四针状ZnO晶须和3％高岭土的用量时，磨损率最小。SEM表明2种填料的磨损机理存在差异。复合填充时，四针状ZnO晶须可以限制高岭土磨屑的产生，进一步降低材料的磨损率。     

超高分子量聚乙烯（UHMWPE）冻胶丝在拉伸初级阶段的结构演变

聚乙烯在白油中溶胀后形成半稀液,经双螺杆挤出机、纺丝箱等,通过凝胶纺丝技术获得冻胶丝,再经连续拉伸得到 UHMWPE 纤维。采用扫描电子显微镜（SEM）、小角和宽角 X 射线散射（SAXS 、WAXS）测试分析,建立了纤维在拉伸初级阶段结构演变过程的模型。结果表明,在 110 ℃（接近熔点的温度）连续拉伸,片晶向纤维晶转变的过程首先是拉伸诱导结晶的过程。随着拉伸持续,晶体被破坏,分子链被不断拉出晶体块并充分展开,最终形成伸直链纤维。     

静电纺制备CS/PVP纳米纤维膜纺丝工艺的研究

为研究静电纺丝工艺对CS/PVP纳米纤维膜纤维形貌和直径的影响,以甲酸为溶剂配制质量分数为4%的CS溶液,以无水乙醇为溶剂配制质量分数为35%的PVP溶液,将PVP溶液与CS溶液按质量比90∶10混合,搅拌均匀作为纺丝液,调节纺丝电压、接受距离和纺丝速率分别制备纳米纤维,借助扫描电镜(SEM)观察制备的纳米纤维形貌.结果表明,在选定的纺丝工艺参数中,纺丝电压对纤维的形貌和直径影响较大,而纺丝速率和接受距离对纤维的形貌和直径影响相对较小;当纺丝电压为18 k V、接受距离为12 cm、纺丝速率为0.2 m L/h时,纤维形貌较好.     

熔融法纺制聚苯砜纤维的探索研究

对不同流动性的聚苯砜树脂的热性能、流变性进行研究;在不同温度及卷绕速度下模拟纺丝,对其可纺性进行探索;对初生丝进行适当牵伸和热定型等后处理,将所得纤维进行机械性能、热性能的测试.结果表明：聚苯砜具备熔融纺丝的潜力,可以制得到热稳定性好、尺寸稳定性突出,具有一定机械强度的纤维.     

UHMWPE/Kaolin复合材料的物性研究--机械性能、耐磨性及其相关关系

按ASTM标准进行拉伸和缺口冲击强度试验，分析釜内聚合和机械混合两种方法制备的高岭土填充超高分子量聚乙烯基(UHMWPE／Kaolin)复合材料的机械性能，分别用MM200磨损试验机和MSH型腐蚀磨损试验机研究这两类复合材料的耐磨性．讨论UHMWPE／Kaolin的机械性能和耐磨性与制备方法和高岭土含量的关系．结果表明：UHMWPE／Kaolin的机械性能与制备方法显著相关，由于高度细化和均匀分散的高岭土颗粒的增强作用及较强的界面结合强度，釜内聚合方法制备的UHMWPE／Kaolin的综合性能比熔融机械混合方法制备的成分相同的复合材料的明显要好．进一步的数据分析发现，UHMWPE／Kaolin的耐磨性与机械强度综合指标有显著的相关关系．     

纳米填料增强UHMWPE–橡胶水润滑摩擦学性能

为了研究水润滑条件下试验载荷和速度对纳米碳化硅填料（Nano–SiC）改性超高分子量聚乙烯（UHMWPE）–橡胶复合材料摩擦学性能的影响,通过高温混炼、热压成型制备Nano–SiC辅以聚四氟乙烯（PTFE）填充改性UHMWPE–橡胶复合材料;采用MRH–3型环–块摩擦试验机探究4种不同载荷条件下复合材料的摩擦磨损性能,采用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）和非接触光学3维轮廓仪对试样微观磨损表面形貌分析,从微观层面探究改性复合材料的摩擦机理。试验结果表明：在定载变速条件下,速度由0.005 m/s升到0.541 m/s时,改性复合材料的动、静摩擦系数均呈现大幅下降趋势,摩擦系数波动归于平稳,黏–滑现象逐渐减弱直至消失。试验载荷和纳米粒子含量的变化与试样摩擦磨损程度呈负相关：在水润滑条件下,随着纳米粒子含量增加,摩擦系数与磨损率均出现明显降低,填充比例5%的复合材料摩擦学性能最佳,摩擦系数整体较UHMWPE–橡胶材料降低35%,磨损率降低46.6%,磨损表面形貌也随之发生改变;随着载荷的增加,复合材料的磨损率从1.25×10~(–6) mm~3/(N·m)降至0.40×10~(–6) mm~3/(N·m)。Nano–SiC的含量与工况载荷压力对摩擦磨损均存在一定影响,即填充适量Nano–SiC的UHMWPE–橡胶复合材料能减轻黏–滑现象,与一定工况压力下的对偶钢环组成的摩擦配副能有效改善摩擦性能,有利于减小水润滑轴承的磨损,增强传动系统服役寿命。     

改性UHMWPE塑料的摩擦磨损性能研究

分别研究MoS2、PTFE和石墨对UHMWPE耐摩擦性能的影响。结果表明:在载荷200 N,转速400 r/min的试验条件下,UHMWPE/石墨、UHMWPE、UHMWPE/MoS2和UHMWPE/PTFE的平均摩擦系数分别为0.27,0.30,0.35和0.39。掺杂石墨(质量分数9%)降低了UHMWPE的摩擦系数,在试验过程中减少了由于摩擦而产生的热量,从而提高了UHMWPE/石墨复合材料的耐磨性能。