初生态低缠结超高分子量聚乙烯催化剂研究进展

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)具有高耐磨性、高强度和刚度、轻质、耐腐蚀、低摩擦系数、生物相容性等特点,作为一种优异的工程塑料广泛应用于高端新材料等各领域,而调控高分子链的缠结程度对于更好地应用UHMWPE至关重要。从均相催化和非均相催化两方面综述了制备初生态低缠结UHMWPE的催化剂技术的研究进展,其中,单中心催化体系和修饰型Ziegler-Natta催化剂在制备初生态低缠结UHMWPE的工业应用中前景广阔。

低缠结超高相对分子质量聚乙烯的制备及表征

为解决传统Ziegler-Natta催化剂(简称Z-N催化剂)制备的超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)缠结程度较高、加工困难等问题,以MgCl_(2)、TiCl_(4)、异辛醇、正硅酸四乙酯(或邻苯二甲酸二己酯)为主要原料,采用化学反应法制备了氯化镁负载型Z-N催化剂cat1(或cat2)。分别以cat1、cat2为主催化剂、三乙基铝为助催化剂,采用淤浆聚合工艺制备了低缠结UHMWPE,测定了cat1、cat2的粒径分布和金属元素质量分数,考察了聚合温度、时间对催化剂催化活性和UHMWPE的黏均相对分子质量(M_(v))的影响,并使用流变分析法和DSC热力学退火法对UHMWPE的缠结程度进行了表征。结果表明,制备的cat1、cat2与设计相符,在聚合反应温度分别为65和70℃、反应5 h时,cat1、cat2催化活性分别达到27700、37700 g PE/g cat,制备的UHMWPE的Mv分别为6.01×10^(6)、5.03×10^(6),起始储能模量分别为0.21、0.13 MPa,缠结程度低于商品化UHMWPE。

低缠结超高分子量聚乙烯制备技术及应用

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)具有优异的使用性能,但是现有的商品化UHMWPE加工异常困难,严重限制了UHMWPE的大规模应用。低缠结UHMWPE相对于现有的商品化UHMWPE,分子链间的缠结更少,可加工性更好,为UHMWPE的生产、加工、应用开辟了一条全新的道路。文中综述了使用均相和非均相UHMWPE催化剂,制备低缠结UHMWPE的最新进展,并对低缠结UHMWPE在固态拉伸、烧结/挤压成型等方面的研究进展和应用前景进行了分析。

低缠结超高分子量聚乙烯微观结构与拉伸性能

采用差示扫描量热分析、X射线衍射、扫描电镜、拉伸试验等测试手段研究了低缠结超高分子量聚乙烯(UHMWPE)及其制品的结晶行为、晶体形态与拉伸性能。结果表明,低缠结超高分子量聚乙烯的结晶度较高(80%～90%),晶粒尺寸相对较大,晶型为正交晶型;在低于熔点下热压成膜,使得晶粒重排和结晶度略有下降,压延膜具有超倍拉伸的特点,进一步证实了其的确具有低缠结的特性;压延膜经超倍拉伸,取向膜的拉伸强度可达1. 6 GPa以上,其平均模量为123 GPa。

超高分子量聚乙烯熔融动力学研究

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)以其高耐磨性、高强度和刚度、轻质、耐腐蚀、低摩擦系数以及生物相容性等特性而著称,在高端新材料等领域得到广泛应用。初生态UHMWPE树脂的熔点、结晶度和缠结密度等物理特性对后期加工和性能应用至关重要。本文采用差示扫描量热仪(DSC)来观测初生态UHMWPE粉料的熔融行为,并将其分子质量与缠结密度进行关联。研究发现:通过设置DSC升降温程序,可关联分子质量与熔点变化趋势,从而实现在工业化生产中对分子质量的快速测试。通过设定升温熔融和等温结晶的程序,可以建立熔融行为与缠结密度之间的关系,有助于更全面地了解此类树脂的性能。