HAP／HDPE／UHMWPE复合材料的制备和表征

通过化学共沉淀-水热合成法制备纳米级羟基磷灰石(HAP),再用自制模具制备HAP/高密度聚乙烯(HDPE)/超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)复合材料。通过扫描电镜观察、X射线衍射分析、热重分析、燃烧实验以及力学性能测试,研究HAP/HDPE/UHMWE复合材料的微观结构和力学性能。研究结果表明:通过口模挤出可使HDPE分子链在应力作用下伸直取向,大量平行于长轴且紧密排列的微纤维形成。UHMWPE的加入可以改善材料的微观结构,增加材料的串晶互锁结构。而HAP和聚乙烯之间只是机械地混合在一起,呈层状结构,HAP被聚乙烯组分紧紧包裹在一起,且在同一样品中HAP含量比较均匀;随着HAP含量增加,拉伸强度和抗弯强度下降,分别从170.7 MPa和160.8 MPa下降到99.2 MPa和94.3 MPa,而弹性模量有所增加,从4.9 GPa上升到5.9 GPa。

模拟渤海水源井工况条件下典型金属/非金属材料的适用性评价

在模拟渤海某油田水源井典型工况条件下对N80钢、1Cr钢、3Cr钢、高密度聚乙烯(HDPE)和超高分子量聚乙烯(UHMWPE)开展了腐蚀试验,评价了各类金属/非金属材料在目标工况条件下的适用性。结果表明:在模拟含氧水源井工况条件下,N80钢和1Cr钢的腐蚀速率均较高,3Cr钢的腐蚀速率相对较低,但存在一定的点蚀倾向;随着浸泡腐蚀时间的延长,HDPE和UHMWPE的密度、硬度以及拉伸性能均存在一定程度的下降,相比之下,塑性和强度较为均衡的UHMWPE更适用于含氧的水源井工况。

超高分子量聚乙烯/高密度聚乙烯共混体系动态流变行为及相容性研究

利用旋转流变仪研究了超高分子量聚乙烯/高密度聚乙烯(UHMWPE/HDPE)共混体系在180、190、200、210℃下的动态流变行为,并利用对数加和公式、van Gurp-Palmen (vGP)曲线和Cole-Cole曲线分析了共混物的相容性。结果表明,随着HDPE质量分数升高,共混熔体的缠结密度变小,非牛顿性减弱,复数黏度、复数模量降低,损耗因子升高;Carreau-Yasuda本构方程可较好地描述复数黏度的变化规律;动态流变分析表明UHMWPE/HDPE共混物具有较好的相容性,扫描电镜(SEM)图也证实了这一结论。