超高分子量聚乙烯纤维结合不同树脂修复缺损乳磨牙的断裂载荷及边缘密闭性研究

目的评估超高分子量聚乙烯纤维——Ribbond纤维结合不同树脂修复离体缺损乳磨牙的断裂载荷及边缘密闭性能,为临床提供参考。方法本研究已通过单位伦理委员会批准。收集新鲜拔除、牙冠完整的乳磨牙72颗,随机选取66颗作为实验组用于断裂载荷实验和微渗漏实验,根据充填时是否添加Ribbond纤维及树脂类型随机分为6组(n=11),A1组:3M Z250树脂+Ribbond纤维、A2组:3M Z250树脂;B1组:BeautifilⅡLS树脂+Ribbond纤维、B2组:BeautifilⅡLS树脂;C1组:3M大块树脂+Ribbond纤维、C2组:3M大块树脂,A1、B1、C1组为纤维强化复合树脂组,A2、B2、C2组为复合树脂直接充填组;空白对照组D组不作任何处理(n=6),用于断裂载荷实验。断裂载荷实验分为6个实验组和1个空白对照组,每组6颗,实验组乳磨牙行Ⅱ类洞制备、充填,所有样本热循环老化后检测断裂载荷,分析断裂模式。微渗漏实验分为6个实验组,每组5颗,每颗于面近中和远中边缘嵴内制备2个直径3 mm、深度2.5 mm的Ⅰ类洞、充填,热循环老化后进行微渗漏检测。结果断裂载荷实验结果显示,纤维强化复合树脂组各组断裂载荷均明显大于传统复合树脂直接充填组:A1组>A2组、B1组>B2组、C1组>C2组(P<0.05),纤维强化复合树脂组较复合树脂直接充填组断裂载荷增加了37.08%~39.34%,断裂模式纤维强化复合树脂组A1、C1组较复合树脂直接充填组A2、C2组牙体断裂占比明显减少,可修复模式发生率明显增加(P<0.05);纤维强化复合树脂组A1组断裂载荷明显大于B1、C1组(P<0.05)。微渗漏实验结果显示,纤维强化复合树脂组各组微渗漏深度均小于复合树脂直接充填组:A1组<A2组、B1组<B2组、C1组<C2组(P<0.05),纤维强化复合树脂组较复合树脂直接充填组微渗漏深度降低了53.90%~66.96%。纤维强化复合树脂组B1组微渗漏深度明显小于A1、C1组(P<0.05)。结论Ribbond纤维结合不同树脂材料均可增加离体缺损乳磨牙的断裂载荷,降低微渗漏深度,改善边缘密闭性。

计及温度与应变率效应的超高分子量聚乙烯纤维束的拉伸力学性能

文中针对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维束在计及温度(-60~80℃)和应变率(1×10^(-5)~3.3×10^(-2)s^(-1))的25种工况下,基于轴向拉伸实验数据,研究了UHMWPE纤维束力学性能的温度和应变率效应及其破坏模式。结果表明,UHMWPE纤维束的力学性能具有一定的应变率和温度效应,但后者具备更为强大的影响力,其使UHMWPE纤维束在温度高于50℃时强度产生显著下降;此外,低温在提升UHMWPE纤维束拉伸强度的同时也会削弱其力学性能的应变率效应,在-40~-60℃范围内,UHMWPE纤维束拉伸强度和失效应变基本不受应变率影响。在UHMWPE纤维束的损伤破坏模式研究中发现,在脆-韧性转变存在的温度区间内(25~80℃),转变发生的临界应变率与温度之间具有密切联系,温度每升高约30℃,临界应变率就会提升1个量级。

超高分子量聚乙烯纤维的耐高温性能

针对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维熔点低、易蠕变的缺点,以复合材料热压加工环境为测试条件,通过分析不同热压温度和热压时间下的力学稳定性能,研究UHMWPE纤维的耐高温性能。采用差示扫描量热仪、热重分析仪、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、红外吸收光谱分析仪和力学性能测试仪等仪器设备,表征并分析了UHMWPE纤维的力学性能、热稳定性能和微观结构。结果表明:热压温度及时间对UHMWPE纤维性能有着重要的影响。在150℃及以下热压处理时,纤维力学性能随着热压时间的增加而变化不大;在160℃及以上热压处理时,长时间的热处理导致纤维力学性能下降明显,在160℃处理40 s时丝束断裂强力为153 N,强力损失为46.50%;当热压温度大于纤维熔点时,纤维强力出现急速下降,在170℃热压处理10 s时强力下降到了121 N,强力损失达到了57.80%。研究结果可为UHMWPE纤维复合材料的加工及应用提供参考。

我国超高分子量聚乙烯纤维的发展现状与建议

超高分子量聚乙烯纤维因优异性能在航空航天、军事防护、海洋工程及纺织等领域具有广泛的应用前景,是世界各国竞相发展的战略性新材料。本文梳理了我国超高分子量聚乙烯纤维发展历程,总结了当前产业发展现状,分析了存在的问题,并对未来发展提出建议。

无卤阻燃改性超高分子量聚乙烯纤维的制备及性能

通过氮磷系阻燃剂复配方式,以三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)为主阻燃剂,二乙基次膦酸铝(ADP)为协效阻燃剂,六方氮化硼(h-BN)为杂化改性剂,白油为溶剂,制备了无卤阻燃超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)纤维。首先对阻燃剂粉体进行干燥、表面处理,然后与白油共混,经过超声波液相分散、研磨机高速研磨,得到无卤阻燃浆料。将此阻燃浆料分散到PE-UHMW纺丝原液中,经双螺杆挤出机挤出得到冻胶丝,冻胶丝经过溶剂萃取、干燥、热牵伸,最终得到阻燃PE-UHMW纤维,对纤维的阻燃性能和力学性能进行表征。结果表明,通过研磨机的反复研磨,可将粉体粒径降低到百纳米级别,更易于在PE-UHMW溶胀液中分散,且极大地提升了阻燃纤维的可纺性;杂化改性剂提升了复配阻燃剂的阻燃性和材料的阻燃等级,当h-BN质量分数为4%时,阻燃剂质量分数可以到20%,PE-UHMW纤维的极限氧指数值达到27.5%,材料阻燃等级达到V-0级;通过一系列改性手段,可使PE-UHMW纤维在添加大量的阻燃粉体后,仍能保持良好的可纺性,且改性对纤维力学性能影响较小,拓宽了PE-UHMW纤维的应用领域,提升其使用价值。

超高分子量聚乙烯纤维表面纳米ZnO可控生长及其界面性能研究

首先在超高分子量聚乙烯(PE⁃UHMW)纤维表面形成聚多巴胺涂层,再通过水热法在纤维表面原位生长ZnO纳米阵列。对聚乙烯亚胺(PEI)介导的合成体系ZnO长径比、改性前后PE⁃UHMW纤维的界面性能进行了研究,并揭示了其增强机理。结果表明,ZnO纳米阵列的生长并未对纤维的热稳定性及结晶度产生影响,对纤维的损伤较小;当PEI浓度为3 mmol时,ZnO长径比最高;改性后纤维界面黏结强力提升了63.6%,层间剪切强度提升了70.14%。

一种超高分子量聚乙烯纤维的制备方法及其超高分子量聚乙烯纤维

本发明公开了一种超高分子量聚乙烯纤维的制备方法及其超高分子量聚乙烯纤维,包括,将溶胀的超高分子量聚乙烯纺丝液通过双螺杆溶解、计量泵定量挤出后,经过喷丝板、气隙段的喷丝头拉伸、凝固浴后收丝得到初生冻胶丝;将制得的初生冻胶丝经过萃取、干燥、热辊拉伸后进行收丝,得到超高分子量聚乙烯纤维。本发明通过对喷丝板流道进行优化,随着导流孔直径的逐级变小,纺丝熔体的流速逐级升高.

熔纺超高分子量聚乙烯纤维初生丝制备及拉伸工艺

采用高流动性的超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)树脂为原料,使用转矩流变仪,采用熔体纺丝法成功制备出PE-UHMW初生丝纤维。实验结果表明,转矩流变仪三个加热区的温度分别为:1区160℃,2区230℃,3区270℃,单丝机头加热温度为260℃;螺杆转速为2 r/min,在此条件下,可以获得表面光滑且具有高倍拉伸性能的PEUHMW初生丝纤维。以获得最大拉伸倍率和最大拉伸强度的PE-UHMW纤维为目标,对熔体纺丝制备出的PEUHMW初生丝纤维进行一级超倍拉伸做了初步的研究,对影响纤维超倍拉伸的因素,如拉伸温度、拉伸介质、拉伸速度等进行了分析。扫描电子显微镜和电子万能试验机结果显示,相比于水浴,油浴条件下纤维可以获得更高的有效拉伸倍率和力学性能,纤维的结构更为均匀;拉伸温度在90℃附近时,纤维的最大拉伸倍率和力学性能最好;拉伸速度小于1 m/min情况下,纤维获得的最大拉伸倍率基本不变,当拉伸速度继续增加时,其最大拉伸倍率迅速下降。在最佳拉伸工艺条件下可制备出强度为1.2 GPa的PE-UHMW纤维。

DSC、TG、FT-IR技术在超高分子量聚乙烯、高密度聚乙烯鉴别技术中的应用研究

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)因其特有的稳定线性长链结构,作为高性能热塑性工程塑料在很多实际生产、施工中得到广泛应用。但由于UHMWPE分子量过高,熔体流动性差,无法使用普通挤出或注塑手段进行加工成型。将UHMWPE与中低分子量高密度聚乙烯(HDPE)进行共混改性可有效解决,但实际生产过程中存在将HDPE作为流动改善助剂大量添加至UHMWPE制品中,由于加工温度过高导致HDPE分子链断裂氧化最终影响制品性能的现象。本文运用红外光谱区别UHMWPE、HDPE,快速鉴别UHMWPE制品中是否添加一定含量的HDPE,并制备不同比例的UHMWPE/HDPE复合材料,通过DSC、TG、FT-IR技术对共混物的性能进行研究。

超高分子量聚乙烯纤维织物/热塑性聚氨酯 复合材料的界面黏结性能

针对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维织物与热塑性聚氨酯(TPU)黏结性能差的问题,采用常压介质阻挡放电(DBD)等离子体对UHMWPE纤维织物进行表面处理及复合工艺的调整来提高复合材料界面黏结性能。研究了热压温度及时间和常压DBD等离子体处理电压及次数对纤维结构、纤维表面形貌及化学成分、丝束断裂强力及复合材料剥离强度的影响。结果表明:当热压温度为120℃,热压时间为30 s时,UHMWPE纤维织物与TPU的黏结性能达到最优,剥离强度达到了42.88 N/(25 mm);经过常压DBD等离子体处理后,UHMWPE纤维表面产生明显的刻蚀痕迹,纤维表面含氧极性官能团增加,丝束力学性能及复合材料剥离强度随着处理电压和次数的增加先升高后降低,当处理电压为200 V,处理3次时,丝束断裂强力增加了1.8%,剥离强度提升了30.72%。

超高分子量聚乙烯纤维束低速拉伸下的应变率效应及其统计损伤本构关系

基于轴向拉伸实验研究超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维束低速下(包含准静态)应变率效应对其力学性能及破坏模式的影响,阐述了其弹-黏塑性特性和分子链断裂在纤维束变形过程中的贡献。在10^(-5)~3.3×10^(-2)s^(-1)应变率范围内,对UHMWPE纤维束进行5种不同应变率工况的拉伸实验,得到了各工况下的力学性能参数及应力-应变曲线。结果表明,UHMWPE纤维束的拉伸强度和失效应变与应变率之间分别存在指数增长和指数衰减关系,随着应变率的提升,二者的应变率效应逐渐削弱。室温下,UHMWPE纤维束具有较为复杂的力学行为,呈现2种不同的损伤特性,分别为黏弹性主导的宏观整体性脆性断裂和黏塑性主导极具韧性且包含蠕变的塑性变形。基于实验结果并结合现有文献结论,推断UHMPWE纤维束发生脆-韧转变的临界应变率在10-5量级。最后,根据实验数据拟合了计及应变率且包含修正项的纤维束低速统计损伤本构方程,通过与实测值对比,验证了该方程的准确性。

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维改性研究进展

从UHMWPE纤维改性目的出发,综述了通过等离子体、射线辐照、接枝聚合等手段改善UHMWPE纤维表面性能的各种方法。其中利用等离子体处理UHMWPE纤维,以及一些通过化学试剂引入反应性基团处理UHMWPE纤维应用较为广泛。介绍了超高分子量聚乙烯常见的改性方法以及近几年来的研究进展,并对于UHMWPE纤维发展趋势做出展望。

超高分子量聚乙烯短纤维缝纫线的开发

探讨超高分子量聚乙烯短纤维缝纫线的制备工艺,以及混纺比对超高分子量聚乙烯与涤纶混纺纱性能的影响。对原料进行预处理后,采用环锭纺选择合理的工艺参数,制备超高分子量聚乙烯短纤维纯纺纱和5种比例的混纺单纱以及股线;测试研究所制备纱线的基本性能,确定超高分子量聚乙烯与涤纶混纺纱线的适宜混纺比。结果表明,超高分子量聚乙烯短纤维纯纺纱成纱困难,超高分子量聚乙烯与涤纶混纺纱(80∶20)及其股线综合性能最优,通过混纺比的优化可设计出性能较好的超高分子量聚乙烯短纤维缝纫线。

亲水改性超高分子量聚乙烯纤维对超高性能混凝土流动性影响

文中通过^(60)Coγ射线预辐射对超高分子量聚乙烯纤维进行亲水改性,并将成品纤维短切为6、9、12 mm三种规格,系统性研究亲水改性纤维不同体积掺量、长度对超高性能混凝土(UHPC)流动度的影响。结果表明,纤维经辐照亲水改性后,在UHPC基体中的分散性明显增强,扩展度增大,分散性的改善也带来了更好的纤维增强效果。随着纤维掺量的增加,扩展度不断下降,掺量在1.5%时,UHPC和易性仍能保持施工要求。纤维越长,其结团现象越明显。

一种可降解超高分子量聚乙烯纤维的制备方法及其应用

本发明公开了一种可降解超高分子量聚乙烯纤维的制备方法及其应用,该制备方法包括如下步骤:(1)将聚酯类聚合物与良溶剂混合,得到聚酯类聚合物溶液,再将其与无机纳米粒子混合后制成共混溶液,将共混溶液和非良溶剂混合后得到纳米微球;(2)将高分子量聚合物和有机溶剂混合后得到高分子量聚合物熔胀液;(3)将纳米微球和高分子量聚合物熔胀液进行热熔解,得到纺丝溶液;(4)将纺丝溶液通过冷却、固化、萃取、拉伸后得到可降解超高分子量聚乙烯纤维,该制备方法的可降解超高分子量聚乙烯纤维具有极佳的断裂伸长率和断裂强度,能够更好的应用于海洋用渔网,同时其优异的降解性能够避免环境污染,属于绿色环保纤维。

一种高效绿色无污染超高分子量聚乙烯纤维的制备及应用

本发明涉及C08L23/06领域,具体为一种高效绿色无污染超高分子量聚乙烯纤维的制备及应用。本发明提供了一种高效绿色无污染超高分子量聚乙烯纤维的制备工艺,通过分别在双螺杆挤出机以及单螺杆挤出机挤出处理,进一步溶解和匀化,提高生产效率的同时避免了纺丝的不稳定。

超高分子量聚乙烯纤维改良膨胀土试验研究

纤维柔性加筋处治膨胀土病害是一种有待进一步研究发展的新型技术方法。为此采用特种纤维对膨胀土特性进行改良,并对其改良特性进行试验研究,采用不同长度、不同掺量的超高分子量聚乙烯纤维,将其掺入到膨胀土中进行无荷膨胀率、快速直剪和变水头渗透试验。试验结果表明:超高分子量聚乙烯纤维的掺入能有效抑制膨胀土的膨胀性并降低它的无荷膨胀率,同时还能大幅提高膨胀土的抗剪强度,当超高分子量聚乙烯纤维的掺入量超过0.1%时,加筋土的渗透系数则会大幅上升。

超高分子量聚乙烯纤维耐酸碱性能测试方法探讨

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维具有优异的耐化学腐蚀性能,应用领域较多,因此,其耐酸碱性能的正确表征和评价尤为重要。文章设计了一套能保证UHMWPE纤维不会受到其他因素导致的强力损伤以及具有稳定的酸碱处理环境、酸碱处理条件的UHMWPE纤维酸碱处理装置,分析了浓度、温度、时间等酸碱处理影响因素,设置出行之有效的参数,得出一套可行的试验方案,建立了一种适用于UHMWPE纤维的耐酸碱性能测试方法和评价体系,为国产UHMWPE纤维检测标准化体系的建设提供参考。

电晕处理对超高分子量聚乙烯纤维表面性能的影响

对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维表面进行了电晕处理,用XPS,FT-IR和SEM研究了处理前后纤维表面化学结构及物理结构的变化,通过单丝拔出试验和短梁剪切试验评价了UHMWPE纤维与树脂基体的微宏观界面粘接性能.结果表明:经电晕处理后,UHMWPE纤维表面含氧量增多,含氧基团数量与种类增加,表面浸润性得到改善,纤维与基体的界面粘结强度(τs)提高幅度可达535%,短梁剪切强度NτOL提高了40%以上.

辐射接枝法制备氧肟化超高分子量聚乙烯及其重金属吸附性能

采用60Co-γ预辐射接枝法将丙烯酸和丙烯酰胺先后接枝于超高分子量聚乙烯纤维上,随后用羟胺碱溶液对纤维进行氧肟化改性,制备出含氧肟酸基、酰胺基和羧基的超高分子量聚乙烯纤维吸附剂。扫描电子显微镜(SEM)图、傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)谱图和热重曲线均表明,丙烯酰胺和丙烯酸成功接枝到纤维上,且氧肟化反应成功将酰胺基转化为氧肟基。重金属离子吸附性能测试结果表明:所制备的超高分子量纤维吸附剂对Cu(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ) 3种重金属离子吸附容量最高可达到318 mg/g、165 mg/g、140 mg/g(吸附质量浓度为500 mg/L,时间为4 h);在竞争吸附实验中,对Cu(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)离子的去除率分别为99.5%、43.5%、60.5%(Cu(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)离子初始质量浓度均为200 mg/L,吸附剂用量为3 g/L)。