超高分子量聚乙烯復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、目前，材料的發(fā)展方向是高性能化、功能化、復(fù)合化等，高分子基復(fù)合材料以其綜合性能的優(yōu)異、應(yīng)用領(lǐng)域的廣泛而備受人們青睞，得以迅速發(fā)展。由于超高分子量聚乙烯（UHMWPE）線性的分子結(jié)構(gòu)，耐熱性能與其它工程塑料相比有一定的差距，同時極大的分子量導(dǎo)致了UHMWPE幾乎沒有加工流動性。本文采用填充和共混改性，降低材料成本，提高UHMWPE的耐熱性以及材料的強(qiáng)度，并對UHMWPE的加工改性進(jìn)行了探索研究。通過對復(fù)合材料以及共混物的形態(tài)觀察，尋找結(jié)構(gòu)

2、與性能之間的內(nèi)在關(guān)系和特征，建立微觀形態(tài)與宏觀力學(xué)性能之間關(guān)系是本研究的意義之所在。
　　本文選用粉煤灰電廠的玻璃微珠進(jìn)行了硅烷偶聯(lián)劑處理，探討處理前后的玻璃微珠填充UHMWPE復(fù)合材料的熱性能、力學(xué)性能和耐磨性能。研究結(jié)果表明，經(jīng)偶聯(lián)劑處理后，隨著玻璃微珠含量的增加使UHMWPE/玻璃微珠復(fù)合材料維卡軟化點有大幅度的提高；在一定范圍內(nèi)，UHMWPE、玻璃微珠、偶聯(lián)劑共同組成貫穿網(wǎng)絡(luò)，增加了非晶區(qū)內(nèi)的纏結(jié)點密度，使復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)

3、度、沖擊強(qiáng)度和耐磨性提高。
　　通過雙輥開煉機(jī)將耐熱性聚丙烯、耐磨助劑與UHMWPE共混，制備了UHMWPE/PP共混物，研究了PP含量及耐磨助劑對UHMWPE/PP共混物流動、力學(xué)與耐磨損性能的影響。結(jié)果表明，PP能有效地改善UHMWPE的流動性能，UHMWPE/PP共混物的維卡軟化點和負(fù)荷變形溫度均隨PP含量的增加而增加；加入耐磨助劑后，當(dāng) PP的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％時，共混物的拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大，但斷裂伸長率最小，且隨 PP含量的

4、增加，UHMWPE/PP共混物的沖擊性能降低；PP降低了UHMWPE的耐磨損性能，加入耐磨助劑后保持了UHMWPE的高耐磨損性能。
　　最后，在提高UHMWPE的力學(xué)性能方面，研究了UHMWPE/PE/玻纖復(fù)合材料的拉伸性能和沖擊性能。研究結(jié)果表明，復(fù)合材料體系的拉伸強(qiáng)度提高了27.46%，復(fù)合體系的沖擊強(qiáng)度提高了30.52%。掃描電子顯微鏡觀察復(fù)合材料的斷面能夠看出，復(fù)合材料在擠出過程中，當(dāng)纖維含量高時，纖維越容易沿一個方向取向