LLDPE/碳纤维网复合膜的制备及性能

为了提高线型低密度聚乙烯(LLDPE)的拉伸强度和模量,将碳纤维(CF)梳理成均匀的碳纤维网,将其作为增强材料与LLDPE复合制备LLDPE/CF复合膜,综合利用热失重分析(TG)、扫描示差量热分析(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)及拉伸测试等手段分析碳纤维网含量对复合膜结构及性能的影响。结果表明:与LLDPE膜相比,LLDPE/CF复合膜的拉伸强度和杨氏模量显著提高并随碳纤维网含量增加而增大,当碳纤维网质量分数仅为1%时,拉伸强度从10.6MPa提高到28.7MPa,提高了171%,杨氏模量由75MPa增大到1119MPa,约提高到原来的15倍;碳纤维网的引入有利于LLDPE/CF复合膜热稳定性能的提高,当碳纤维网含量仅为1%时,LLDPE/CF的初始热分解温度和最大热分解速率温度与LLDPE相比分别提高了21℃和11℃;碳纤维网的引入促进了LLDPE分子链的结晶,使LLDPE/CF复合膜的结晶度增大,有利于拉伸强度和模量提高;SEM结果显示碳纤维网与LLDPE基体间的界面结合较强,有利于力学性能的提高。研究成果可为高性能聚合物/碳纤维复合材料的制备提供实验依据和理论指导价值。

新型XPE健美操地垫特性分析及制备工艺影响研究

健美操在居家运动甚至高校课程中都被广泛关注,各项性能均衡的健美操地垫也随之被关注,人们生活工作中应用材料的环保性越来越得到重视,新型环保材料XPE在绿色领域具有很大的发展前景,因其特殊的泡孔结构和优异的吸音性、隔热性、缓冲性及耐化学腐蚀性等,被广泛应用于各个设施行业等领域,同时PE也是最早实现工业化批量生产和应用的发泡材料之一。XPE材料是用聚乙烯树脂加交联剂和发泡剂经过高温连续发泡而成,材料的化学性相对稳定,不容易发生分解,本文就健美操地垫的高强度XPE材料的性能优势及影响因素展开分析。

高压电缆交联聚乙烯绝缘料黏度参数对挤出特性影响的仿真研究

高压电缆交联聚乙烯(XLPE)绝缘料及其挤出成型技术是我国高压电缆生产的关键问题。绝缘料的黏度参数会影响其在单螺杆挤出机内包括挤出口流率和流道内熔体最高温度等的挤出特性,进而决定了高压电缆绝缘的成型质量和绝缘性能。该文通过仿真模拟的方法研究了高压电缆交联聚乙烯绝缘料的黏度参数对挤出特性的影响,提出利用绝缘料挤出最高温度-挤出口流率曲线反映不同黏度参数下的挤出特性变化规律。结果表明,最高温度随着挤出口流率增大而升高,零切黏度和松弛时间对最高温度-挤出口流率曲线的斜率影响最大,幂律指数次之,温度系数影响最小。其中,零切黏度和幂律指数与挤出口流率和最高温度的关系均为正相关,且零切黏度增大到一定值后挤出口流率不再明显增大而最高温度持续提升;松弛时间和温度系数与挤出口流率和最高温度的关系均为负相关,且温度系数较小挤出特性较好。最终,根据实际电缆绝缘料挤出生产需求,提出了绝缘料黏度参数的适宜范围。该文可为国产高压电缆交联聚乙烯绝缘料的研发和挤出成型技术的提升提供重要数据支撑与理论依据。

光辐照交联高密度聚乙烯耐环境应力开裂与直流电性能

为满足深海光电复合缆在高压力、强腐蚀性海水环境中的运行要求,文中选择具有良好阻水性能且可耐受直流高压的高密度聚乙烯(HDPE)作为电缆绝缘材料。但结晶度较高的HDPE耐环境应力开裂性能较差,为此采用交联改性来加强片晶间的作用力来保证材料在保持阻水性能的同时能极大地提高材料的耐开裂特性。鉴于HDPE加工温度高(~140℃),与传统的过氧化物交联及硅烷交联工艺适配性差的问题,提出了基于光敏的紫外光引发交联技术,配合一种含有多不饱和双键的交联助剂制备了不同交联度的HDPE材料。从拉伸与热延伸试验得出,随着材料交联度的提高,片晶间的相互作用明显增强,有效提升了材料的耐环境应力开裂性能(>900 h),并保持了优异的阻水特性(<0.125%);基于第一性原理计算,并结合空间电荷分布、直流电阻率与直流击穿强度测试得到,交联助剂的极性基团——羰基在材料内引入了0.8 eV的空穴陷阱与1.9 eV的电子深陷阱,在材料内部有效抑制了空间电荷注入现象,并提高了材料的直流电阻率,保持了材料的直流击穿强度。

乙烯聚合催化剂发展综述报告

聚乙烯具有质轻、无味、无毒、优异的耐湿性和耐热性等性能,广泛应用于注塑、管材、板材、薄膜类等制品。聚乙烯材料高性能新产品的开发高度依赖于乙烯聚合新型催化剂的研发,故乙烯聚合催化剂的设计一直是国内外研究的热点。本文综述了不同时期聚乙烯催化剂的研究进展,主要从铬基、Ziegler-Natta、茂金属、非茂金属和复合金属催化剂五个方面展开论述。

三层组合陶瓷复合装甲的抗侵彻性能及其损伤机制

为了研究相同面密度下Kevlar/SiC-TC4-超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合靶板的复合结构参数对其抗弹性能的影响和失效机理,选用4组不同厚度组合的靶板试样,并使用12.7 mm穿燃弹以相同着靶速度(488 m/s)进行弹道冲击实验。使用扫描电子显微镜(SEM)研究复合装甲板在弹道侵彻下的损伤模式。实验结果表明:在所述实验条件下8 mm+2 mm+10 mm厚度组合的Kevlar/SiC-TC4-UHMWPE复合靶板是最佳的抗侵彻工程应用结构;在同等面密度条件下,将1 mm厚陶瓷替换成同等面密度的TC4钛合金背板(约0.5 mm厚)时,复合装甲板的抗弹道侵彻性能提升了约29.69%,可见钛合金的结构参数对复合装甲板抗弹性能的影响权重大于SiC;钛合金背板面密度的增加不仅增强了对陶瓷的支撑作用,而且增加了弹-靶作用时间,提升了复合靶板的整体防护性能;12.7 mm穿燃弹侵彻后复合装甲板的损伤模式包括SiC碎裂、钛合金背板少量隆起变形及十字形拉伸撕裂损伤、UHMWPE层合纤维背板剪切断裂、层间分离和纤维拉伸;在整体复合装甲的设计中,应将高抗剪材料放置在背板的前几层,将高抗拉材料放置在背板后几层,以充分利用每种材料。

HDPE与木屑热等离子体共蒸汽气化研究

以高密度聚乙烯(HDPE)和木屑为研究对象,结合热力学分析和实验研究,探究等离子体气化过程中输入功率、HDPE质量分数以及水碳比(S/C)3种工况参数对氢气产率、合成气组分、氯的产物分布等影响规律,并基于吉布斯最小自由能原理进行热力学计算。模拟分析表明:输入功率由7.5 kW增至34.0 kW过程中,氢气占比在20 kW(对应温度为800℃)时达到最大值59%;随着原料中HDPE质量分数由0增至100%,氢气占比由65%减少至56%;S/C为0时,氢气占比最高(80%),随着S/C由0增至3.0,氢气占比呈现不断减小的趋势;氯在气相中产物主要以KCl(g)、(KCl)_(2)(g)为主。实验研究表明:输入功率、HDPE质量分数和S/C对产氢量的影响趋势与热力学分析一致,在输入功率为22 kW、HDPE质量分数为80%、S/C为1.0时,最优产氢量分别达到1.52、1.51、1.38 m^(3)/kg。氯的气相占比分别在功率为22 kW、HDPE质量分数为20%、S/C为1.4时达到最高。通过对比实验结果验证了热力学模拟对等离子体气化产物特性进行定性定量分析的潜力,探索了采用热力学计算模拟生物质和HDPE等离子体共气化的可行性,并可为等离子体气化的操作优化和氯控制提供借鉴。

聚乙烯髋臼内衬300万次和500万次体外磨损性能研究

目的 分析超高分子量聚乙烯髋臼内衬经历300万次(3 Mc)和500万次(5 Mc)体外磨损测试后磨损性能的差异,为髋关节假体体外测试试验设计作参考,并为临床翻修取出物作对照。方法 使用髋关节模拟机,对内径为28 mm、32 mm、36 mm三种规格的髋臼内衬进行磨损测试,计算3 Mc和5 Mc磨损后的磨损量;分析磨屑颗粒的数量、大小和形状。结果 经历3 Mc、5 Mc磨损后,髋臼内衬磨损量随内径的增大而增多;磨屑颗粒的等效圆面积直径(equivalent circular diameter, ECD)平均值为0.27μm、0.29μm,体态比(AR)小于4的占比为94.4%、90.1%。结论 髋臼内衬经历3 Mc磨损后的磨损量可以反映出产品的磨损性能趋势;相比于3 Mc磨损,经历5 Mc磨损后颗粒数量增多、纤维状颗粒占比升高。

高效液相色谱法测定抑菌水性涂料中氯代抗菌剂

采用高效液相色谱紫外检测技术建立了水性涂料中5种氯代抗菌剂的测定方法。样品涂抹在洁净的玻璃片上,经室温干燥后刮下混合均匀,用蒸馏水和甲醇的混合溶液超声提取,Eclipse XDB-C18(4.6mm×250mm,5μm)色谱柱分离,0.1%三氯乙酸水溶液和甲醇溶液作为流动相,梯度洗脱,紫外检测器在260nm和nm波长下进行分析检测。5种氯代抗菌成分在浓度1.0~20.0μg·m L^(-1)范围内与峰面积呈线性关系。方法定量限(10S/N)为3.2~7.4280mg·kg^(-1)。样品加标回收率在94.8~109.2%,相对标准偏差(RSD)≤6.21%(n=6)。结果表明本方法快速可靠、准确简便,适用于抑菌水性涂料中限用氯代抗菌成分氯己定、苯扎铵和三氯生的分析检测,为抑菌水性涂料中限用氯代抗菌成分含量的测定提供检测技术支持。

超高分子量聚乙烯纤维表面金属化改性及应用

超高分子量聚乙烯(ultra-high molecular weight polyethylene,UHMWPE)纤维及织物因表面呈化学惰性且高度结晶,导致其与复合材料基体之间的界面结合力弱,影响复合材料性能.为增强纤维表面活性,通过无电沉积金属铜的方法实现UHMWPE纤维表面金属化改性,制备UHMWPE-Cu复合纤维,分别考察金属镀层对UHMWPE纤维的形貌、晶体结构、表面粗糙度和电导率等性能的影响,并研究UHMWPE-Cu复合纤维与聚氨酯树脂基体之间的界面黏接性能和抗穿刺性能.结果表明,无电沉积金属化赋予了纤维良好的导电性能,电导率可达660.79 S/cm.同时,金属化增加了纤维的表面活性,提高了纤维与树脂基体之间的界面黏接性能.UHMWPE纤维可增强聚氨酯复合材料的剥离强度,相对于未改性纤维样品提高了108%.此外,UHMWPE纤维的金属化也显著提高了其复合材料的抗穿刺性能,与未改性样品相比,改性的样品抗穿刺性能提升了35%.金属化还大幅度提高了复合材料的电磁屏蔽性能,电磁屏性能可达53 dB,远优于屏蔽应用的合格电磁干扰强度值(20 dB).UHMWPE纤维表面金属化在电磁屏蔽上具有广阔的应用前景.

高性能纤维及其制品颜色构建的研究进展

高性能纤维及其制品是我国纺织行业重点发展的关键材料,其关系到国民经济发展和国家战略安全。为促进高性能纤维及其制品的发展,掌握其染色方法前沿和发展趋势,突破行业技术瓶颈,综述了国内外高性能纤维及其制品颜色构建的研究进展。重点概述了以芳纶、碳纤维、聚酰亚胺纤维和超高分子量聚乙烯纤维为代表的高性能纤维在颜色构建方面的技术创新,从载体染色、非水介质溶剂染色和原液着色等化学染色法以及物理结构生色法等方面总结了4种高性能纤维颜色构建的基本原理和发展趋势,讨论了高性能纤维色彩构建中遇到的主要挑战,并对该领域的未来研究方向进行了展望。指出,高性能纤维及其制品的颜色构建仍需进一步完善理论研究,以期为推动其高质量发展提供理论和应用参考。

高延性地聚合混凝土复合衬砌轴压试验研究

提出一种新型“普通混凝土-聚乙烯泡沫板-高延性地聚合物”(CPE)复合衬砌结构,发挥了聚乙烯泡沫材料抗缓冲性好以及高延性地聚合物混凝土(EGC)多缝开裂、高延伸率等优点。通过42个CPE试件的轴心受压试验,研究了聚乙烯泡沫板厚度、EGC厚度和混凝土强度对其破坏形态、应力-应变全曲线、峰值应力和峰值应变等的影响。试验结果表明:复合衬砌结构的破坏由混凝土抗压强度不足引起,其峰值应力随混凝土强度提高逐渐提高,峰值应变基本不变;聚乙烯泡沫板显著提高复合衬砌的变形能力,随着厚度增加,其峰值应变增加,峰值应力基本不变;EGC能提高复合衬砌结构的变形能力,随着EGC厚度增加,其峰值应变增加,峰值应力先增后降。

抗氧化剂对硫酸钙晶须/高密度聚乙烯复合材料性能的影响

高密度聚乙烯(HDPE)存在耐热老化性、耐候性不足和易变性等缺陷,为此通过共混挤出制备了偶联剂改性硫酸钙晶须(CSW)/HDPE复合材料,并添加抗氧化剂1010作用于力学性能较优异的复合体系。通过扫描电镜观察到添加1010可减少复合体系的表面裂纹;力学性能测试表明,抗氧化剂1010对复合体系的力学性能具有抗老化效果,氧化时间为40 d时,抗老化效果更佳,保有率差最高为6.41%;通过热失重分析和差示扫描量热分析研究复合体系的热性能和结晶性能,证实抗氧剂1010可有效抑制热氧老化对偶联剂改性CSW/HDPE复合材料的损耗程度,阻止复合体系前期的热降解,使热性能更稳定,并提高了复合体系的结晶度。

聚乙烯/聚丙烯纤维混凝土耐高温性能测试研究

以混凝土的质量和抗压强度为评价指标,研究聚乙烯纤维掺量、聚丙烯纤维掺量和该2种纤维的混合掺入对混凝土的抗高温影响。结果表明:随着环境温度的增加,单掺纤维混凝土和双掺纤维混凝土的质量和抗压强度均会出现大幅度的下降,并且呈非线性下降趋势。在聚乙烯纤维、聚丙烯纤维掺量比例相同的情况下,聚丙烯纤维对混凝土抗高温性能的提升要优于聚乙烯纤维。最佳混掺比例为0.5%的聚乙烯纤维+1.5%的聚丙烯纤维。

快速发展的中国高性能纤维行业

梳理了我国高性能纤维近十年发展取得的成绩,从产业规模、技术进步、企业发展和政策环境等角度,总结了当前我国高性能纤维行业发展现状,并对未来发展提出建议与目标。

高密度聚乙烯对超高分子量聚乙烯注塑制品性能的影响

针对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)加工难的问题,使用高密度聚乙烯(HDPE)对UHMWPE进行共混改性,并通过注塑成型的方法得到大尺寸UHMWPE/HDPE注塑制品,探究了不同含量HDPE对注塑制品力学性能、耐磨性能及结构的影响.结果表明:每100份UHMWPE中加入2份HDPE时得到的注塑制品综合性能最优,拉伸强度相比于纯UHMWPE注塑制品提升了27.9%,冲击强度基本保持不变,摩擦系数降低了98.5%,砂浆磨损率降低了58.3%;同时,注塑制品的熔点、结晶度与取向度均有不同程度的提升.

聚乙烯和橡胶粉改性基质沥青及性能试验

针对传统基质沥青耐老化性能差的问题,提出采用聚乙烯和橡胶粉对其进行改性,并就改性后的基质沥青性能进行测试。试验结果表明,在掺入20%的废旧胶粉、5%的再生线性低密度聚乙烯、3%的聚乙烯蜡配比下,基质沥青的针入度为43mm,软化点为81℃,延度为8cm,且在60℃的动力黏度达29552Pa·s,满足高黏高弹道路沥青技术要求;经老化测试发现,改性后的基质沥青其针入度、软化点和延度仍满足高黏沥青的基础性能要求。

含粗骨料聚乙烯超高性能混凝土力学性能研究

考虑聚乙烯纤维(PE纤维)体积掺量、钢纤维体积掺量和粗骨料体积掺量三种因素,本试验采用正交试验法设计并制作了96个超高性能混凝土试块,进行立方体抗压强度、劈裂抗拉强度试验,分析聚乙烯纤维和粗骨料对超高性能混凝土的影响规律。结果表明,掺入体积率为0.9%的聚乙烯纤维时,超高性能混凝土平均最大抗压强度提高了7.9%,且纤维的掺入能改善超高性能混凝土的脆性;掺入体积率为0%~15%范围内的粗骨料能提高超高性能混凝土的抗压强度。

PEO/PPC基复合固态电解质的制备及性能

聚环氧乙烷(PEO)聚合物基固态电解质(SPE)具有较好的黏弹性和成膜性,但电化学窗口低、离子电导率低、厚度高、强度差和锂负极不稳定性等,阻碍了其应用。以5μm基膜为支撑材料,通过聚碳酸丙烯酯(PPC)的增塑,制备一种适用于高电压钴酸锂(LCO)电池且具有良好界面相容性的PEO/PPC基复合固态电解质(CPE)。该电解质在室温下的电化学性能较好:电压窗口可达0~4.5 V、离子电导率高达4.32×10^(-4)S/cm、Li^(+)迁移数高达0.508。Li|CPE|Li对称电池在常温、0.2 mA/cm^(2)下,可稳定循环超过900 h。基于CPE的电池具有较好的循环稳定性,以0.1 C在3.0~4.4 V循环60次,容量保持率为95.98%。LCO|CPE|Li软包装电池在弯曲和剪掉一角后,仍能正常工作,说明具有良好的柔韧性和高安全性。

高压直流电缆用可交联聚乙烯绝缘材料

回顾我国高压直流(HVDC)电缆的发展历史,介绍了高压直流电缆用交联聚乙烯材料的应用现状;通过分析交联聚乙烯绝缘材料的性能,发现目前高压直流电缆用聚乙烯在电气性能、机械性能等方面具有显著优势,但在空间电荷效应、温度梯度效应及老化性能上仍存在着不足之处;从消除空间电荷影响、提高材料纯度的角度提出开发我国国产化高压直流电缆交联聚乙烯材料的改进思路,为我国高压直流电缆用绝缘材料的进步提供理论依据和现实参考。