超高分子量聚乙烯
超高分子量聚乙烯分子量

超高分子量聚乙烯分子量简介超高分子量聚乙烯(Ultra-high molecular weight polyethylene,简称UHMWPE)是一种具有特殊结构和性能的高分子材料。
它具有极高的分子量,通常在100万到900万之间。
超高分子量聚乙烯以其出色的耐磨性、耐腐蚀性和低摩擦系数而被广泛应用于多个领域,如医疗、工程、电力等。
超高分子量聚乙烯的制备方法熔融法超高分子量聚乙烯最常见的制备方法是熔融法。
该方法通过将乙烯单体加热至高温,然后在催化剂的作用下引发聚合反应,使得乙烯单体逐渐连接成长链。
为了得到较高的分子量,通常需要使用特殊的催化剂和添加剂,并控制反应条件(如温度、压力等)。
溶液法溶液法是另一种制备超高分子量聚乙烯的方法。
该方法首先将乙烯单体溶解在适当的溶剂中,然后在催化剂的作用下进行聚合反应。
与熔融法相比,溶液法可以更好地控制聚合反应的条件,从而得到更高分子量的聚乙烯。
其他方法除了熔融法和溶液法,还有一些其他方法可用于制备超高分子量聚乙烯。
例如,气相聚合法利用气相中的催化剂将乙烯单体聚合成长链。
尽管这些方法在实际应用中较少使用,但它们为超高分子量聚乙烯的制备提供了更多选择。
超高分子量聚乙烯的性能高分子量超高分子量聚乙烯具有极高的分子量,通常在100万到900万之间。
这使得它具有许多优异的性能,如出色的耐磨性和抗冲击性。
良好的耐磨性由于超高分子量聚乙烯具有非常长的链结构,使得其表面光滑且不易受到外界物质的损伤。
因此,在摩擦和刮擦等情况下,它表现出出色的耐磨性能。
这使得超高分子量聚乙烯广泛应用于制造滑动部件、输送带、导轨等需要耐磨性的领域。
优异的抗冲击性超高分子量聚乙烯具有高分子量和长链结构,使其具有优异的抗冲击性能。
它能够有效吸收和分散冲击能量,从而减少外界冲击对其造成的损伤。
这使得超高分子量聚乙烯成为制造防弹衣、防护设备等需要抗冲击性能的材料的理想选择。
低摩擦系数超高分子量聚乙烯具有较低的摩擦系数,使其表面非常光滑,并且不易与其他材料粘附。
超高分子量聚乙烯标准

超高分子量聚乙烯标准
超高分子聚乙烯(UHMWPE) 是一种具有高强度、高模量和耐高温、耐腐蚀、耐老化等特性的塑料材料。
关于它的标准,通常包括以下几个方面:
1.分子量: UHMWPE的分子通常不低于3.0x10^6,这使得其具有较高的强度和硬度。
2.密度: UHMWPE的密度通常在0.932-0.950g/cm3之间,这使得其具有较好的轻量化和防震性能。
3.耐磨系数: UHMWPE的耐磨系数不大于1.0x10^-11m3/N.m,这表明其具有较好的耐磨性能。
4.抗拉强度: UHMWPE的抗拉强度通常不低于20MPa,这使得其具有较高的承重能力和抗冲击能力。
5.化学性能: UHMWPE具有较好的化学稳定性,能够抵抗大多数酸、碱和有机溶剂的侵蚀。
6.热性能: UHMWPE具有较好的热稳定性和耐热性,能够在较高温度下使用。
7.电性能: UHMWPE具有良好的电绝缘性能,可用于制造绝缘器件。
8.环境性能: UHMWPE具有较好的环境适应性,能够在恶劣环境下使用。
此外,UHMWPE还具有较好的加工性能和使用性能,可以用于制造各种塑料制品。
同时,UHMWPE按其制造工艺可分为短纤维和长纤维两种类型。
需要注意的是,具体的标准可能会因产品类型、用途和生产商的不同而有所差异。
因此,在实际应用中,建议根据具体需求选择符合标准的UHMWPE材料。
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超高分子量聚乙烯

超高分子量聚乙烯超高分子量聚乙烯英文名ultra-high molecular weight polyethylene(简称UHMWPE),是分子量100万以上的聚乙烯。
分子式:—(—CH2-CH2—)—n—,密度:0.936~0.964g/cm3。
热变形温度(0.46MPa)85℃,熔点130~136℃。
1简介超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)是一种线型结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料。
超高分子量聚乙烯其发展十分迅速,80年代以前,世界平均年增长率为8.5%,进入80年代以后,增长率高达15%~20%。
而我国的平均年增长率在30%以上。
1978年世界消耗量为12,000~12,500吨,而到1990年世界需求量约5万吨,其中美国占70%。
2007-2009年中国逐步成为世界工程塑料工厂,超分子量聚乙烯产业发展更是十分迅速,以下为发展史:上世纪30年代最早有人提出关于超高分子量聚乙烯纤维的基础理论;凝胶纺丝法和增塑纺丝法的出现使超高分子量聚乙烯在技术上取得重大突破;上世纪70年代,英国利兹大学的Capaccio和Ward首先研制成功分子量为10万的高分子量聚乙烯纤维;1964年中国研制成功并投入工业生产;1975年荷兰利用十氢萘做溶剂发明了凝胶纺丝法(Gelspinning),成功制备出了UHMWPE 纤维,并于1979年申请了专利。
此后经过十年的努力研究,证实凝胶纺丝法是制造高强聚乙烯纤维的有效方法,具有工业化前途;1983年日本采用凝胶挤压超倍拉伸法,以石蜡作溶剂,生产超高分子量聚乙烯纤维;在中国超高分子量聚乙烯管材在2001年被科学技术部国科计字(2000)056号文件列为国家科技成果重点推广计划,属化工类新材料、新产品。
国家计委科技部将超高分子量聚乙烯管材列为当前优先发展的高科技产业重点领域项目。
2辨别方法超高分子量聚乙烯是一种高分子化合物,很难加工,并且具有超强的耐磨性、自润滑性,强度比较高、化学性质稳定、抗老化性能强,所以在辨别真假高分子聚乙烯时,一定要注意它的这几项特性,具体辨别方法如下:1.称重法则:真正的超高分子[1]量聚乙烯产品的比重在0.93-0.95之间,密度较小,能浮于水面。
超高分子量聚乙烯(UHMWPE

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是一种综合性能十分优异的热塑性工程塑料,其耐磨性能超群、摩擦系数极低、耐腐蚀性突出,可与“塑料王”聚四氟乙烯媲美,应用范围广泛。
但由于其熔体粘度很高(高达109Pa*s),流动性极差(熔融指数为零)加热时处于高粘弹态,加工性能的超高难度极大的限制了它的应用。
超高分子量同众多的聚合物材料相比,具有磨擦系数小,磨耗低、耐化学药品性优良、耐冲击、耐压性、抗冻性、保温性、自润滑性、抗结垢性、耐应力开裂性、卫生性等优良特性。
完全卫生无毒,可用于接触食品和药物密度在所有工程塑料中最小,比聚四氟乙烯轻56% 磨擦系数为0.07-0.11,相当于冰-冰之间的磨擦,和抗结垢性,可以显著节省输送能耗。
抗磨耗性居塑料之首,是塑料的5-7倍,钢管的7-10倍,黄铜管的27倍。
抗冲击强度高,尤其是低温抗冲击性优异,是目前已知塑料中最高的
优异的化学稳定性;除极少数溶剂对其有腐蚀性外,常见的无机、有机酸、碱、盐和有机溶剂对这种材料都没有腐蚀性。
超高分子量聚乙烯在化学稳定性上类似于聚四氟乙烯,是一种惰性材料。
优异的抗老化性能,在自然日照条件下,超高分子量聚乙烯的老化寿命为50年。
超高分子量聚乙烯的基本特性与应用领域

超高分子量聚乙烯的基本特性与应用领域超高分子量聚乙烯(Ultra-High Molecular Weight Polyethylene,简称UHMWPE),是一种具有特殊结构和优异性能的高分子材料。
它以其独特的性质和广泛的应用领域,成为当今高性能材料领域的热门研究课题之一。
本文将重点介绍超高分子量聚乙烯的基本特性和其在不同应用领域的广泛应用。
一、超高分子量聚乙烯的基本特性1. 高分子量:超高分子量聚乙烯的分子量通常在100万到900万之间,是普通聚乙烯的几十甚至上百倍。
这种高分子量使其具有优异的物理性质,如高强度、高韧性和高耐磨性。
2. 超高吸收能力:超高分子量聚乙烯具有出色的吸能性能,可有效吸收冲击能量,减轻物体碰撞时的冲击和振动,使其成为理想的防护材料。
在运动保护用品、防护设备和防爆材料等领域得到广泛应用。
3. 优异的耐磨性:超高分子量聚乙烯具有出色的耐磨性能,在干燥或湿润条件下都能维持较低的摩擦系数。
因此,它被广泛应用于输送设备、滑轨、滑板等需要耐磨性能的领域。
4. 低摩擦系数:超高分子量聚乙烯的表面摩擦系数非常低,易于形成自润滑膜,具有良好的滑动性。
它在食品加工、输送设备和滑动元件等领域具有广泛的应用。
5. 良好的化学稳定性:超高分子量聚乙烯对大多数化学品具有良好的耐腐蚀性能,在恶劣环境下也能保持较好的稳定性。
它被广泛应用于化工、制药等领域的管道、储罐等设备。
二、超高分子量聚乙烯的应用领域1. 高强度绳索与索具:由于超高分子量聚乙烯具有出色的强度和耐磨性,它在船舶、航空、登山和运动器材等领域被广泛用于制造高强度绳索、缆绳和索环等。
2. 自润滑轴承与导轨:超高分子量聚乙烯的低摩擦系数和优良的耐磨性能使其成为理想的自润滑材料,广泛应用于机械设备的轴承、导轨和滑动元件上。
3. 制造业和工业领域:超高分子量聚乙烯在制造业和工业领域有着广泛的应用。
它可以制成机械零部件、密封件、垫片等,用于减振、减噪和降低运动摩擦等方面。
超高相对分子质量聚乙烯

超高相对分子质量聚乙烯
超高相对分子质量聚乙烯,又称为超高分子量聚乙烯,是一种高分子化合物,由乙烯单体聚合而成。
它的相对分子质量通常在100万以上,可以达到数百万。
由于其分子量巨大,因此具有很高的强度和耐磨性,被广泛应用于各种领域,如工业、医疗、军事等。
超高相对分子质量聚乙烯最早是在20世纪50年代由德国的Karlsruhe研究所的Karl Ziegler和意大利的Giulio Natta共同发现的。
他们发现,通过使用特定的催化剂,可以将乙烯单体聚合成具有非常高分子量的聚乙烯。
这种聚合物的分子量比普通聚乙烯高出数十倍甚至数百倍,因此被称为超高分子量聚乙烯。
超高相对分子质量聚乙烯的制备过程需要使用特殊的催化剂和反应条件。
最初的催化剂是由Ziegler和Natta发明的,被称为Ziegler-Natta催化剂。
这种催化剂可以控制聚合反应的速率和分子量分布,从而获得具有非常高分子量的聚乙烯。
后来,人们又发现了其他的催化剂,如Metallocene催化剂和单体催化剂等,可以用于制备超高分子量聚乙烯。
超高相对分子质量聚乙烯具有很多优良的性质,如高强度、高耐磨性、低摩擦系数、低密度等。
这些性质使得它被广泛应用于各种领域。
例如,在工业领域,超高分子量聚乙烯可以用于制造输送带、轮胎、密封件等;在医疗领域,它可以用于制造人工关节、心脏支架等;在军事领域,它可以用于制造防弹衣、防弹盾等。
总之,超高相对分子质量聚乙烯是一种非常重要的高分子化合物,它的制备和应用已经成为了一个研究热点。
随着科技的不断发展,相信它的应用范围还会不断扩大。
超高分子量聚乙烯的性能与应用

超高分子量聚乙烯的性能与应用超高分子量聚乙烯(Ultra High Molecular Weight Polyethylene,简称UHMWPE),这名字听起来是不是有点拗口?但它在我们的生活中可发挥着不小的作用呢!我记得有一次去参观一家工厂,看到工人们正在操作一台大型机器,生产的就是用超高分子量聚乙烯制成的零部件。
当时我好奇地凑过去看,只见那原材料像是一大卷白色的塑料布,软软的,还有点弹性。
工人师傅告诉我,可别小瞧了这东西,它的性能可厉害着呢!先来说说它的耐磨性吧。
超高分子量聚乙烯的耐磨性那真是一绝!比一般的金属材料都要强好多倍。
比如说,在矿山运输矿石的传送带上,那些矿石不断地摩擦着传送带,如果用普通的材料,没几天就得磨损得不成样子,需要频繁更换,费时费力又费钱。
但要是用上超高分子量聚乙烯做的传送带,就能大大延长使用寿命,减少维修和更换的次数。
它的耐冲击性也相当出色。
就像有一次我在公园里看到小朋友们玩滑梯,那滑梯的表面就是用超高分子量聚乙烯做的。
小朋友们滑下来的时候冲击力可不小,但这滑梯却丝毫没有受损的迹象。
这是因为超高分子量聚乙烯能够承受很大的冲击力而不变形,保障了小朋友们玩耍的安全。
还有它的自润滑性,这可是个很神奇的特点。
想象一下,两块普通的材料相互摩擦,会产生很大的阻力,甚至会发热。
但超高分子量聚乙烯就不一样了,它自身就像是涂了一层润滑油一样,摩擦系数特别低。
在一些需要减少摩擦的机械部件中,比如轴承、齿轮等,使用超高分子量聚乙烯就能让机器运转得更加顺畅,减少能量的损耗。
超高分子量聚乙烯的耐化学腐蚀性也很强。
在化工厂里,各种化学物质对材料的腐蚀性很大。
但用超高分子量聚乙烯制作的管道、容器等,可以很好地抵抗这些化学物质的侵蚀,保证生产的安全和稳定。
基于这些优异的性能,超高分子量聚乙烯在很多领域都得到了广泛的应用。
在医疗领域,它可以用来制作人工关节,替代那些受损的关节,帮助患者重新恢复行动能力。
超高分子量聚乙烯 标准

超高分子量聚乙烯标准摘要:一、超高分子量聚乙烯概述二、超高分子量聚乙烯标准分类三、超高分子量聚乙烯标准要求四、超高分子量聚乙烯标准应用五、我国超高分子量聚乙烯标准发展正文:一、超高分子量聚乙烯概述超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是一种具有优异综合性能的工程塑料,以其高强度、耐磨、耐腐蚀、耐低温等特性在众多领域得到广泛应用。
超高分子量聚乙烯纤维及其制品已成为我国重点发展的战略新材料之一。
二、超高分子量聚乙烯标准分类超高分子量聚乙烯标准主要分为以下几类:原料性能标准、制品性能标准、生产工艺标准、测试方法标准等。
这些标准为超高分子量聚乙烯的生产、检测、应用提供了依据。
三、超高分子量聚乙烯标准要求1.原料性能标准:对超高分子量聚乙烯原料的化学成分、物理性能、分子量分布等方面提出要求,确保原料质量。
2.制品性能标准:对超高分子量聚乙烯制品的力学性能、耐磨性能、耐腐蚀性能等方面提出要求,以保证制品质量。
3.生产工艺标准:对超高分子量聚乙烯的生产工艺,如聚合、纺丝、后处理等环节提出要求,以提高生产效率和产品质量。
4.测试方法标准:对超高分子量聚乙烯的测试方法,如力学性能测试、耐磨性能测试、耐腐蚀性能测试等提出要求,确保测试结果的准确性和可靠性。
四、超高分子量聚乙烯标准应用超高分子量聚乙烯标准在生产、检测、应用等环节具有重要的指导作用。
遵循这些标准,有助于提高超高分子量聚乙烯制品的质量,降低生产成本,扩大应用领域,推动产业发展。
五、我国超高分子量聚乙烯标准发展近年来,我国超高分子量聚乙烯产业发展迅速,已形成一定的产业规模。
在国家政策的扶持下,我国超高分子量聚乙烯标准不断完善,逐步与国际接轨。
这有助于提升我国超高分子量聚乙烯产品的国际竞争力,促进产业升级。
总之,超高分子量聚乙烯标准在产业发展中发挥着重要作用。
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超高分子量聚乙烯纤维的生产和改性研究轻化143王子3140302304摘要:本文主要参照了《超高分子量聚乙烯纤维的发展状况》对超高分子量聚乙烯纤维的发展及性能研究历程进行了详细概述;通过查阅《超高分子量聚乙烯纤维性能及生产现状》和《超高分子量聚乙烯纤维制造及应用探讨》了解了三种制备超高分子量聚乙烯纤维的主要方法;参考了《超高分子量聚乙烯纤维的表面改性》和《超高分子量聚乙烯纤维的表面改性研究》等论文,了解到超高分子量聚乙烯三种表面改性方法;通过查阅《纳米改性增强超高分子量聚乙烯复合材料研究进展》了解到纳米材料对超高分子量聚乙烯纤维的改性机理,并对改性前后性能变化做出细致比较和概述;针对多巴胺对超高分子量聚乙烯纤维的影响参照了《多巴胺仿生修饰及聚乙烯亚胺二次功能化表面改性超高分子量聚乙烯纤维》了解到两种改性方式,并对两种改性方式优劣做出对比;参考了《Investigation of the ballistic performance of ultra high molecular weight polyethylene composite panels》了解到超高分子量聚乙烯纤维的防弹性能及在其他领域的应用情况。
关键词:超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE);纳米材料;多巴胺1前言以“惊异塑料”著称的UHMWPE具有与聚乙烯(CPE)一样的线性结构。
UHMWPE极高的分子量(分子量在150万以上)赋予其优异的使用性能,而且属于价格适中、性能优良的热塑性工程塑料,它凡乎集中了各种塑料的优点,具有普通聚乙烯和其它工程塑料无可比拟的耐磨、耐冲击、自润滑、耐腐蚀、吸收冲击能、耐低温、卫生无毒、不易粘附、不易吸水、密度较小等综合性能。
事实上,目前还没有一种单纯的高分子材料兼有如此众多的优异性能。
2超高聚乙烯纤维生产方法2.1表面结晶生长法表面结晶生长法是由荷兰Groningen州立大学高分子化学系A.J.Pennings和A.ZWijnenburg首先提出并加以研究的。
将UHMWPE用二甲苯等作为溶剂加热溶解成为浓度为0.4%-1.0%的溶液,置于Couette装置中,转动纺丝液中的转子,使转子表面生成聚乙烯的冻胶皮膜,接着在均匀流动的纺丝液中加入晶种,在100一125℃下诱导结晶生成和长大,同时进行拉丝,拉丝速度要与结晶速度匹配,并使串晶结构转化为伸直链结构从而赋予纤维很高的强度和模量。
此方法是一种全新型且非常有创造性的纤维制造方法,然而,由于UHMWPE 结晶速度过慢,纤度控制难度较大,因此也难以实现工业化生产。
2.2增塑熔融纺丝法将UHMWPE与适量的改性剂或稀释剂混合制成纤维的方法一般称为增塑熔融纺丝法。
此法中UHMWPE的含量一般在60%}' 80%之间,所采用的稀释剂可以是UHMWPE的溶剂,也可以是固态的蜡质物质。
混合物经过熔融挤出成型后,然后在加热介质为萃取剂的介质中进行多级拉伸,也可以先经过萃取剂除去稀释剂后再进行多级拉伸,最终能够获得强度>20cN/dtex,模量>700cN/dtex 的UHMWP2.3凝胶纺丝法本法是以蔡、石蜡油等碳氢化合物为溶剂,将UHMWPE配制成半稀溶液,浓度为0.5%一10%,一般为1 %^'2%,经喷丝孔挤出后骤冷形成凝胶纤维,对凝胶原丝进行萃取和干燥,随后在90} 150℃的温度下,运用己往的技术进行30倍以上的超拉伸。
由于采用的是稀纺丝溶液,所以凝胶纤维分子间的链缠结数明显减少,适宜于超拉伸。
随着拉伸倍数的提高,断裂强度增加,断裂伸长率减小。
超倍拉伸不仅提高纤维的结晶度和取向度,而且使呈折叠链的聚乙烯片晶(Folded-chain lamellae)结构转化成伸直链(Extended-chain crystal)结构,从而极大提高纤维的强度和模量。
凝胶纺丝工艺有很大的适应性,除了丝的纤度和根数外,其机械性能可根据需要在较大的范围内调节,其它性能,如导电性、粘接强度和阻燃性可用添加剂来控制,还可加入染料或其它载体。
3超高聚乙烯纤维表面改性方法3.1化学试剂处理化学试剂处理是研究较多的一个方面,其原理是通过强氧化作用在纤维表而导入羧基、羰基,磺酸基等含氧极性基团;同时纤维表血弱界面层因溶于处理液中而被破坏,甚至分子链断裂,形成凹凸不平的表面,增加纤维的比表面积,提高与树脂基体的接触面积,改善纤维的粘结性。
在通过化学试剂处理UHMWPE纤维表面的过程中,影响因素主要有:处理液配方、处理时问、温度、材料的种类等。
化学试剂处理法中最常用的是液相氧化法和表面涂层法。
其中,液相氧化法中又可分为铬酸溶液处理、有机过氧化处理、氯磺酸处理等。
3.2等离子体处理等离子体处理仅作用在材料表面有限深度内数个分子,因此经处理后的纤维力学性能不会受太大的影响。
按处理方式,可分为低压等离子体和高压等离子体两种。
一般来说低压等离子体是指处理压强低于130Pa。
这种方法处理效果较好,但需要较高真空,难以实现连续化生产,工业化难度较大。
按处理性质又可分为两类:(1)表面不形成聚合物;(2)表面形成聚合物。
区别在于处理气氛的不同,如在O2 , N2 , H2 , Ar, NH3等气氛中处理,纤维表面不形成聚合物而采用有机气体或蒸气(如烯丙胺)来产生等离子体,在纤维表面会因聚合反应沉积一层涂层,这种涂层会在纤维和基体间形成很好的粘结层,提高交合材料的柔韧性。
3.3电晕放电处理电晕放电处理是将2-100KV, 2-1OKHz的高频高电压施加于带电电极上,于电极表面附近的电场很强,电极附近的气体介质会被局部击穿而产生电晕放电现象。
气体介质电离后产生大量的粒子,与材料表面的分子发生直接或间接的作用,对材料表面的物化性能产生一定的影响。
由于电晕放电产生的粒子成分很复杂,操作上也很困难,因此其作用机理还没有得到统一的认识。
长期以来研究人员根据各自的试验结果,建立了多种理论来解释电晕放电的作用机理。
其中影响较大的有自粘理论、氧化理论和降解理论等,但是这些理论的研究对象主要是聚乙烯薄膜,对UHMWPE纤维电晕处理方面的研究还没有深入进行。
电晕放电处理UHMWPE纤维后,用X-射线光电子能谱(X-ray photo electron spectroscopy, XPS)检测纤维表面元素的含量,可以发现纤维表面氧元素含量大大增加。
若进一步采用远红外光谱(Fourier transform infrared spectrometer, FTIR)分析会发现处理后的纤维表面出现了羟基、羰基和羧基的吸收峰。
此外,纤维表面的粗糙度对复合材料层间剪切强度的提高也有贡献。
4纳米材料改性超高分子量聚乙烯纤维纳米材料的理化性质能够将无机调料的刚性,尺寸稳定性,热稳定性与高分子聚乙烯的韧性,可加工性,和介电性能结合起来,使其能够更好的发挥特殊性能,但是,当无机纳米材料与高分子量聚乙烯直接混合的时候,还是有一定的缺陷的比如说是共混性差,界面结合强度不高等等。
所以,为了解决这样的问题在混合的时候引人人偶联剂对纳米表现进行改性,从而提高两者混合界面的强度。
纳米填充高分子量聚乙烯主要是通过高分子聚乙烯与改性纳米材料均匀混合后热压成型,混合的办法包括液相超声分散法,机械共混法,液相辅助熔混法等等,进行热压时的温度要保持在180到200摄氏度之间。
4.1摩擦性能的改变在实际的应用过程中,虽然高分子量聚乙烯本身就有比较良好的抗磨性以及很低的摩擦因素,但是现如今随着经济科技的不断发展,对于不同的需求需要不同的摩擦性能,所以需要对其进行改进。
利用纳米填充技术可以对其的摩擦性进行改进,比如说如果采用一定是分散方法将GO(氧化石墨烯,一种纳米物质)与UHMWPE进行分散,并且通过球磨混合和热压成型制备两者的复合材料,并且在去离子水以及生理盐水的减摩润滑与氧化错进行滑动摩擦,在摩擦的过程中,复合材料的磨损率比未进行改造之前的磨损率要下降百分之二十左右。
4.2力学性能的转变总所周知,对于没有改性之前的UHMWPE,由于自身内部结构的原因,导致的硬度比较低,耐冲击的能力较弱。
这样的性质直接导致了其在很多行业运用能力的不足。
为了满足有关工程的需求,需要对其进行改性研究,通过不同的无机纳米材料,可以使复合材料表现出不同程度的物理性质。
比如说通过偶联合剂改性二硫化钨填充UHMWPE制备复合材料,复合纤维改性之后,复合纤维的抗冲击性显著提高,如果添加量变为百分之四时,其的抗拉伸性会提高百分之十左右。
对于纳米材料的添加量来讲,不同比例的添加量也会造成性能的转变。
5多巴胺仿生修饰改性超高分子量聚乙烯纤维纤维与橡胶复合材料的性能优劣主要靠两者之间的界面粘合性能决定。
超高分子量聚乙烯纤维表面光滑,活性基团少,若仅仅采用传统的RFL浸渍处理,达不到理想的粘合效果,因此必须对惰性纤维表面进行改性处理。
本课题以此为出发点,提出采用多巴胺仿生修饰的方法,并以多巴胺作为二次功能化平台,分别采用两种不同的方式(“两步法”和“一步法”)在纤维表面接枝活性更高的单体环氧树脂。
激活后的纤维可以与RFL浸渍液达到很好的结合作用,从而提高超高分子量聚乙烯纤维与橡胶的界面粘合作用。
5.1两步法接枝环氧树脂改性UHMWPE纤维两步法接枝环氧树脂改性超高分子量聚乙烯纤维的方法是指:第一步,将超过分子量聚乙烯纤维放在多巴胺溶液中反应一定时间,在纤维表面沉积一层聚多巴胺,然后将多巴胺改性后的纤维从溶液中过滤出来,清洗干净并且烘干。
这样可以在纤维表面引入聚多巴胺的活性官能团亚氨基基团,作为二次功能化的平台。
第二步,将多巴胺改性后的纤维放入水中搅拌分散均匀,然后在上述溶液中加入一定量的液体环氧树脂,进行接枝反应。
加入的环氧树脂链末端含有两个官能团,一端的环氧基团可以与多巴胺改性后的纤维亚氨基基团进行开环反应,将环氧树脂接枝在纤维的表面;另一端的环氧基团活性相对来说下降,不参与开环反应,因此就可以引入纤维表面,从而达到激活纤维表面的作用,为后续与RFL 胶乳浸渍处理提供更高的活性基团。
5.2一步法接枝环氧树脂改性UHMWPE纤维一步法接枝环氧树脂改性UHMWPE纤维的方法是指:将超过分子量聚乙烯纤维放在多巴胺溶液中反应一定时间,在纤维表面沉积一层聚多巴胺,随后直接在反应液中直接滴加一定量的液体环氧树脂,进行接枝反应。
一步法的反应机理可能是:溶液中的多巴胺在氧化自聚合反应过程中产生的吲哚结构,一边可以与加入的环氧树脂进行开环反应,一边可以继续氧化自聚合,沉积在纤维的表面。
这样,通过边接枝边聚合的方式,成功地将环氧基团引入纤维的表面。
5.3通过多巴胺仿生修饰的方法对超高分子量聚乙烯纤维((UHMWPE)进行表面改性,通过XPS, FT IR, SEM和接触角测试等表征手段,证明聚多巴胺成功地沉积在UHMWPE纤维的表面。