双向同性自增强UHMWPE板材的制备

在室温条件下,对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)模压板双向辊压,以实现双向自增强。探究了双向均匀提升模压板性能的技术可行性,考察了辊压比对模压板球晶形变的影响以及自增强板材聚集态结构与其力学性能的关联性。结果表明,辊压使原模压板约71.2 nm的球晶细化至39.4 nm的微晶,结晶度从45.2%降至40.2%,部分正交晶系转变为单斜晶系。辊压比达36.6%的自增强板材,两个方向的拉伸强度分别达到了62、60 MPa。

超高分子量聚乙烯板的室温固态辊压

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)板可辊性差,室温下单次辊压的辊压比低于3%,通过逐步减小辊筒间隙连续多次辊压可提高辊压比,且其值随辊筒间隙减小量的降低而提高,在辊筒转速27 r/min下,辊隙减小量为0.40 mm时,辊压比为10.2%,辊隙减小量降至0.05 mm时,辊压比可达26.6%;而辊筒转速对辊压比几乎没有影响。辊压后的UHMWPE板表现出明显的各向异性,辊压方向的拉伸强度随着辊压比的提高而提高,垂直于辊压方向的拉伸强度小幅度降低。2D-WAXD衍射图表明辊压过程中材料内部的晶粒发生了择优取向。

高强全聚丙烯复合板材的制备与性能研究

采用复合挤出与口模拉伸技术制备了共聚聚丙烯(coPP)/等规聚丙烯(iPP)自增强线材,以此为增强体、coPP为基体,经热压成型制备高强全聚丙烯复合板材,并考察其力学性能、动态力学性能、可回收性。结果表明,复合板材的拉伸强度和弯曲强度分别可达160 MPa和63 MPa;增强体的加入使板材的储能模量大幅度提高、损耗因子降低;25%(质量分数,下同)增强体复合板经粉碎、造粒、重新热压得到的回收板材的拉伸强度仅下降7.3%,弯曲强度几乎没有损失,其内部coPP与iPP的相容性良好,复合板材的可回收性能优异。

PE-UHMW粉坯压制

在室温下制备了超高分子量聚乙烯(PE–UHMW)粉坯,考察了压制压力和时间对PE–UHMW粉坯密度和尺寸的影响。结果表明,PE–UHMW粉坯密度随压制压力增大呈现非线性变化,压力较低时,粉坯密度随压力提高快速增大,压力达到40 MPa后,粉坯密度增加缓慢;压制压力越高,粉坯密度达到该压力下极限值的时间越短,压制压力为40 MPa时,压制12 min后粉坯密度便趋于不变;粉坯出模后轴向弹性膨胀随压制压力的提高呈现先增大后减小的趋势,径向弹性膨胀不明显,其值最大仅为1.19%。