超高分子量聚乙烯成型技术研究进展

作为最新一代的高性能树脂,超高分子量聚乙烯的市场需求近年来急速发展,基于日益高涨的市场需求背景,超高分子量聚乙烯成型技术也得以迎来快速发展的机遇。主要基于国内市场现状从改性与加工技术方面,介绍了目前超高分子量聚乙烯主要螺杆挤出成型技术(单螺杆硬顶法、单螺杆熔融挤出、双螺杆挤出成型以及螺杆注塑成型)的发展现状与趋势。

结晶条件对超高分子量聚乙烯熔融再结晶行为的影响

应用常压差示扫描量热（DSC） 仪和高压DSC 仪研究了熔融温度、熔融时间、冷却速率以及压力对不同分子量的超高分子量聚乙烯（PE–UHMW） 熔融再结晶行为的影响.常压DSC 的研究表明,随着熔融温度、熔融时间以及冷却速率的增加,PE–UHMW 的结晶峰值温度（Tc） 逐渐下降.在相同的熔融温度和熔融时间下,PE–UHMW 的Tc随分子量的增加而逐渐增加,但在所研究的冷却速率范围内（2.5～40℃/min）,在相同的冷却速率下,Tc 随分子量的增加变化不大.高压DSC 的研究结果表明,结晶过程中增加压力导致PE–UHMW 的Tc 有所下降,并且结晶峰半峰宽变大.

高分子材料热老化方法研究及应用进展

介绍了高分子材料热老化的研究现状,例举了几种工程材料的热老化机理研究及取得的一些成果,以及研究材料热老化的数理统计方法,展望了热老化研究的发展趋势。

超高分子量聚乙烯分子量及分子量分布的测定

超高分子量聚乙烯UHMWPE的分子量和分子量分布直接影响其加工性能和机械性能,然而传统的凝胶色谱法(GPC)存在一定的局限性,粘均分子量难以全面反映UHMWPE的结构特点。为了开发出一种精度高、重复性好的UHMWPE分子量和分子量分布测试方法,本研究在常规高温GPC设备的基础上,基于溶液流动分级机理,选取了合适凝胶孔径的凝胶色谱柱,改善了普通GPC测试结果分子量分布偏宽的问题。并通过对UHMWPE/三氯苯溶解方法的深入研究,解决了普通GPC测试结果重复性差的问题。对UHMWPE新产品的研发和后期的加工有着重要的实际意义。

加工工艺对纳米SiC/超高分子量聚乙烯复合材料力学性能的影响

通过两种不同工艺,对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)进行无机纳米SiC的包覆共混改性,对改性后的热压制品进行力学性能、扫描电镜(SEM)与能谱仪(EDS)分析。分析结果表明,将包覆后的纳米SiC经过机械共混后直接模压成型的UHMWPE制品力学性能优于纯UHMWPE,而经过单螺杆熔融共混挤出毛坯后再进行模压成型的UHMWPE的纳米SiC粒子分散更均匀,并且获得更优异的力学性能。

PE–UHMW/MWCNT复合纤维的制备及性能研究

对多壁碳纳米管(MWCNT)进行表面有机化改性处理后,采用向纺丝溶剂中滴加纳米粒子悬浮液的混合方式,制备了超高分子量聚乙烯(PE–UHMW)/MWCNT复合纤维。通过紫外分光光度计、扫描电子显微镜、热台偏光显微镜分析了MWCNT在基体中的分散情况,并利用X射线衍射、力学性能测试、差示扫描量热分析、热重分析等测试方法对复合纤维的结构及性能进行了表征分析。结果表明,MWCNT分散良好的复合纤维,其力学性能得到了提升,耐热性和耐蠕变性也得到了不同程度的改善。

成核效应对聚乙烯性能影响的研究进展

分析了在聚乙烯制品制备过程中,成核效应对制品结晶形态及制品性能的影响。结果表明:在特定加工条件下,特殊结构的聚乙烯通过成核结晶过程,使制品的拉伸屈服强度提升至常规聚乙烯制品的500%以上,这对聚乙烯产品性能的进一步提升及聚乙烯新产品开发有着重要意义。

原子转移自由基聚合在纳米粒子改性方面的研究进展

介绍了原子转移自由基聚合(ATRP)在纳米粒子改性方面的研究进展,综述了基于ATRP的多种不同催化体系的衍生技术在纳米粒子表面改性方面的应用,其中主要包括反向原子转移自由基聚合(RATRP)和电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合(AGET-ATRP),并对其特点进行了概述,对纳米粒子表面引发ATRP的发展进行了展望。

超高分子量聚乙烯高抗冲性能优化研究及进展

综述了超高分子量聚乙烯冲击性能的改性研究成果,总结了使用填充改性法、原位增强法、共聚改性法、熔融接枝法等方法改善材料的力学性能,特别是抗冲击性能的研究进展。通过提升超高分子量聚乙烯的抗冲性能以及其他力学性能,扩宽了超高分子量聚乙烯在材料领域中的应用。

超高分子量聚乙烯树脂材料的砂浆磨损特性研究

超高分子量聚乙烯树脂原料经黏数测试筛选后模压成型,利用砂浆磨损考察其耐磨性能;并研究了石英砂类型、循环冷却水径流、及实验转速等试验条件对耐磨结果的影响。超高分子量聚乙烯试样磨损后的表面通过扫描电子显微镜(SEM)观察。结果表明:高硅含量的石英砂硬度大,能提高实验磨损效果;1 300r/min的转速能使试样达到理想的质量损失,并确保实验中电机功率的输出。超高分子量聚乙烯的缠结度随分子量的增高而递增,从而具有更佳的耐磨性。磨损过程中,并联的循环冷却水能降低试样表面的热降解和软化能,加速热能的转移并阻止润滑层的扩大,使材料的磨损效果更明显。

1-辛烯对超高分子量聚乙烯抗冲击性能的影响

针对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)抗冲击性能不足的问题,通过改变聚合工艺条件,引入共聚单体1-辛烯,研究1-辛烯对UHMWPE树脂性能的影响,考察了所得产物的热性能及力学性能。结果表明:聚合中加入少量的1-辛烯,有助于提升UHMWPE树脂的抗冲击性能,当体系内1-辛烯浓度为0.127 mol/L时,所得产物的综合力学性能达到最优状态,冲击强度为138.1 kJ/m^(2),拉伸强度为31.9 MPa,断裂伸长率为379.6%。

UHMWPE纳米复合材料的制备及力学性能

通过溶液法共混复合制备超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纳米复合材料,使用密度分析、拉伸性能研究、冲击性能试验、砂浆磨损指数等研究材料的刚性、韧性、磨损特性;通过摩擦因数实验模拟产品在实际应用中的磨损情况,筛选优质润滑剂;采用差示扫描量热法(DSC)研究了UHMWPE纳米复合材料在不同预处理后的结晶性能;使用扫描电子显微镜(SEM)观察UHMWPE纳米复合材料在低温脆断后的表界面形态。结果表明:和机械混合法相比,溶液法制备的UHMWPE纳米复合材料中的纳米包覆体系具有更好的分散性,相与相之间稳定结合,与超高基体产生更强的相互作用。

挤出加工对茂金属聚乙烯性能的影响

由茂金属催化体系制得的高密度聚乙烯(简称茂金属聚乙烯)具有相对分子质量分布窄、支链少等特点。运用核磁共振碳谱(^(13)CNMR)测试了挤出加工对茂金属聚乙烯结构的影响。采用差示扫描量热法(DSC)对受到双螺杆挤出加工后的茂金属聚乙烯进行研究,并通过Ozawa法和莫志深法研究了加工前后茂金属聚乙烯的非等温结晶动力学,运用Kissinger法计算了挤出加工前后茂金属聚乙烯的非等温结晶活化能,评价了受到挤出加工影响后的茂金属聚乙烯的结晶能力。采用动态流变学评价了挤出加工对茂金属聚乙烯的影响。结果表明:受到双螺杆挤出加工的影响,茂金属聚乙烯结晶能力降低,结晶峰变宽,结晶峰温度变低,结晶活化能升高;同时,挤出加工也使茂金属聚乙烯的剪切变稀现象更明显,更容易出现熔体破裂。