初生态超高分子量聚乙烯凝聚态研究

研究了超高分子量聚乙烯（UHPE）的凝聚态，采用DSC研究UHPE熔体等温结晶后的熔融行为；利用傅立叶变换红外光谱（FTIR）研究初生态UHPE链构象，通过偏光显微镜（POM）研究UHPE熔体的光学性质，实验结果表明，初生态UHPE的大分子凝聚态是一种独特的无相互贯穿的多链凝聚态，熔融时，初生态UHPE的凝聚态转化为向列型结构，在熔体结晶时，向列型结构转化为伸直链晶体，再熔融时，熔点的降低是源于伸直链束中晶区链长度的降低。这种特殊凝聚态结构，赋予熔融后初生态结构可恢复的特性，当UHPE熔体在120－130℃下长时间等温结晶后，伸直链束中晶区逐渐增厚，并恢复至初生态的结构，此外，还利用红外差减谱法对链构象进行分析，实验结果支持该凝聚态结构模型。     

超高分子量聚乙烯棒材的挤出法工艺探讨

超高分子量聚乙烯是一种新型热塑性工程塑料。ＵＨＭＷ－ＰＥ棒杜以其优异的物理性能得出了广泛应用。国内ＵＨＭＷ－ＰＥ成型工艺主要采用模压烧结法，效率低，不能适应大规模的生产，本探讨了ＵＨＭＷ－ＰＥ棒材挤出法的成型工艺和方法。     

基于粘弹性的超高分子量聚乙烯齿轮有限元分析

以超高分子量聚乙烯的非线性粘弹性性质为基础，将代表非线性、大变形的超弹性Arruda-Boyc。模型与粘弹性力学模型相结合，建立了超高分子量聚乙烯齿轮的力学模型和几何模型，并将其与ABAQUS非线性有限元分析软件相结合，对齿轮的应力分布、变形、承载能力进行分析。结果显示，齿根部位所受的弯曲应力最大，建立在粘弹性基础上的分析结果具有较高的可靠性。     

超高分子量聚乙烯隔板微观结构的研究

对聚乙烯（ＰＥ）隔板的微孔形态进行了研究,利用压汞法对隔板的微观结构参数进行测定,与进口样品的测试结果进行了比较。研究了不同的原料、工艺参数等对隔板加工性能及使用性能的影响,分析了不同原料、不同组分所形成的最终微观结构的差异,在此基础上确定了原料体系选择原则。     

超高分子量聚乙烯聚合材料的磨擦磨损性能

用MPV－200型磨擦磨损试验机和腐蚀磨损试验机,对MoS2、PTFE、石墨、玻璃纤维、碳纤维填充的超高分子量聚乙烯（UHMW－PE）塑料复合材料的磨擦磨损性能进行了较为系统的研究,结果表明：填充MoS2、PTFE、石墨可降低UHMW－PE的磨擦系数;而添加玻璃纤维则增大了UHMW－PE的磨擦系数;添加碳纤维对UHMW－PE的磨擦系数几乎无影响。同时,添加填料可使用UHMW－PE的耐磨性显著提高,其中石墨的减磨降磨效果最佳。重点研究了载荷、滑动速度对高分子量聚乙烯基体＋20％石墨复合材料的磨擦磨损性能的影响。     

基于粘弹性超高分子量聚乙烯齿轮有限元分析

以超高分子量聚乙烯的非线性粘弹性性质为基础,将代表非线性、大变形的超弹性 Arruda-Boyce 模型与粘弹性力学模型相结合,建立了超高分子量聚乙烯齿轮的力学模型和几何模型,并将其与 ABAQUS 非线性有限元分析软件相结合,对齿轮的应力分布、变形、承载能力进行分析。结果显示,齿根部位所受的弯曲应力最大,建立在粘弹性基础上的分析结果具有较高的可靠性。     

超高分子量聚乙烯微孔材料成型工艺研究

以超高分子量聚乙烯为聚合物基体材料,以氯化钠为无机填充物,压制成型为片材,然后溶解填充材料,制备微孔材料,并表征了微孔材料的性能。通过实验研究了氯化钠添加量和粒度对微孔形成的影响,获得最佳工艺参数:使用最佳填充量50%的100目的NaCl,制备的微孔片材的水通量为20g/min,平均孔径约130μm。     

超高分子量聚乙烯填料改性的研究

用金属铜粉作为填料,制备了超高分子量聚乙烯(UHMWPE)改性复合材料。试验测量了UHMWPE及其复合材料的抗压强度、导热系数和摩擦学性能。结果表明,铜粉经偶联剂处理后,可使超高分子量聚乙烯的抗压强度提高约11.1%,可使其导热系数提高约34.3%,且耐磨性能基本保持不变,在高滑动速度下,耐磨性还有所提高。     

超高分子量聚乙烯的稀溶液结晶与形态

由ρ为10^-3～10^-5g/mL的稀溶液等温结晶,生长了超高分子量聚乙烯(UHPE)片晶．长达数十万A的UHPE分子链在稀溶液中彼此分离,在Regime Ⅲ结晶温区等温结晶过程中,1根分子链能多次成核,生长出多个小片晶,即形成单链多晶．由熔点估算得到片晶的厚度约22nm．形态研究证实了单链多晶的形成．并证实：随着结晶过冷度的增大,UHPE片晶的b轴与a轴方向的尺寸比由3～5降低为1,即由大尺寸的长六边形片晶转变为准六边形的小晶片．     

超高分子量聚乙烯纤维拉伸性能改进

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)添加纳米氧化铝(NAL),酸蚀纳米氧化铝(ATNAL)及功能化纳米氧化铝(FNAL)可制得拉伸性质更优异的复合纤维。正如傅里叶红外光谱分析中所述,在功能化过程中马来酸酐接枝聚乙烯(PEg-MAH)分子成功接枝在ATNAL表面,使得FNAL样品比表面积数值明显增大。当添加极少量的FNAL时,UHMWPE/FNAL(F100Aax%-81PEg-MAHzy)初丝拉伸性能得到明显增强。本文对UHMWPE/NAL,UHMWPE/ATNAL及UHMWPE/FNAL初丝热学性质及拉伸性质进行分析,并研究纳米氧化铝对纤维拉伸性质的影响。     

玻璃微珠改性超高分子量聚乙烯的耐热性能

采用中空玻璃微珠改性超高分子量聚乙烯(UHMWPE),提高其耐热性。研究了经偶联剂处理前后玻璃微珠质量分数对UHMWPE/玻璃微珠复合材料维卡软化温度的影响,并对维卡软化温度所呈现的趋势进行了机理假设与分析;对复合材料各种性能进行测试和表征。结论表明:玻璃微珠、UHMWPE、偶联剂共同组成贯穿网络,使UHMWPE的耐热性得到提高;这种网络增加了非晶区内的缠结点密度,使材料的断裂伸长率和冲击强度提高;另外,适量的玻璃微珠能够起到异相成核作用,一定程度上增加了UHMWPE的结晶度。     

超高分子量聚乙烯冻胶纤维拉伸流变性能的研究

本文通过恒速拉伸测力仪探讨了超高分子量聚乙烯冻胶纤维的拉伸流变性质,发现它的表观拉伸粘度η_(?)与拉伸形变速率ε之间的关系曲线因温度和拉伸倍数λ的不同可分为三种类型。三种曲线均在ε=0.005s~(-1)左右发生了重大转折,说明ε=0.005s~(-1)处是聚乙烯冻胶纤维在拉伸时,大分子链缠结与解缠这对矛盾的关节点。不仅η_(?)与ε的关系曲线在此处发生重大转折,而且拉伸应力σ_(?)与ε的关系曲线也在此处出现极大值。实验还发现温度对η_(?)的影响可分为二个区。在低温区,拉伸粘流活化能E_(aⅡ)=20～50kJ/mol,对应于纤维内自由体积的收缩和无定形区的变形;在高温区,拉伸粘流活化能E_(aⅠ)=150～330kJ/mol,对应于大分子链的滑移和伸直链结晶的发展,E_(aⅠ)随拉伸倍数的上升而下降。二个温度区之间的转变温度T_D=117～123℃,它受ε和λ的影响而略有变化。λ较大时,T_D较小;ε较大时,T_D就偏向上限。     

强紫外线下超高分子量聚乙烯薄板材料的力学性能研究

为了预测和防止高海拔地区超高分子量聚乙烯材料在强紫外线作用下发生老化从而影响工程正常使用和造成严重安全事故,对暴露在室外环境下极容易受到紫外线作用而发生老化的高分子聚乙烯材料进行常温强紫外线人工环境下的老化处理。老化处理后的试样采用扫描透射电镜(EMS)分析其表面微观结构;并用拉伸试验机进行单轴拉伸,分析应力(σ)-应变(ε)曲线、拉伸强度(σ_b)、拉伸弹性模量(E)、断后伸长率(δ_n)及最大力;用ANSYS软件对不考虑温度影响下的试样进行交变荷载条件下的疲劳寿命分析。结果表明:随着强紫外线老化时间增加,应力(σ)-应变(ε)曲线无明显的屈服阶段,拉伸强度、拉伸弹性模量、断后伸长率及最大力的变化是先下降然后逐步趋于稳定,而强紫外线照射时长对疲劳寿命影响不明显。该结果为超高分子量聚乙烯薄板的工程安全应用提供参考。     

螺旋槽式单螺杆超高分子量聚乙烯挤出加工研究

研究了超高分子量聚乙烯在挤出机料筒开反向螺旋槽后对挤出效率和制品成型的影响。     

超高分子量聚乙烯磨损性能的研究

采用超高分子量聚乙烯、铸钢ZG20MnSi、Fe-05电弧熔焊、Ni60热喷焊4种材料，在HT200灰铸铁为摩擦副无润滑条件下，进行磨损试验。试验结果表明：超高分子量聚乙烯材料的磨损性能比铸钢ZG20MnSi高4.96倍；比Fe-05电弧熔焊材料磨损性能低9.8倍；比Ni60热喷焊材料磨损性能低4.5倍。从而为超高分子量聚乙烯替代金属材料在工程中的应用提供了依据。     

填料对超高分子量聚乙烯冲击性能的影响

采用砂浆磨损和简支梁冲击的实验方法，研究了石墨、滑石粉、玻璃维珠3种填料对超高分子量聚乙烯(UHMW—PE)冲击性能和磨损性能的影响．试验结果表明：随着填料的增加，超高分子量聚乙烯(UHMW—PE)的磨损性能增加，但冲击强度急剧下降．因此，从工程应用的角度考虑，超高分子量聚乙烯(UHMW—PE)的填料质量分数不宜超过10％．     

淡水/咸水环境下超高分子量聚乙烯材料的摩擦特性研究及应用分析

在输配水管网系统中,管材磨损是影响管网系统安全稳定的主要因素之一,开展相关研究对提高输配水管网系统稳定性和安全性等具有重要意义.目前,超高分子量聚乙烯(UHMWPE)材料在输水工程中的应用研究主要集中在其抗压强度及安装施工等方面,而对该材料用于管网管道以及闸门、减压阀等高负载部件的摩擦磨损情况研究较少.本文试验研究了淡...     

不同混合方式对超高分子量聚乙烯复合材料中填料粒子分散性的影响

研究了气流粉碎分散法和普通机械混合法对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)中纳米SiO₂及玻璃微珠的分散性的影响。经过偶联剂处理的填料，采用这两种方法和树脂混合在一起，在相同的加工条件下，制备出复合材料。通过对复合材料的维卡温度、拉伸强度、硬度的测试，发现气流粉碎分散法有利于提高复合材料的性能，通过对扫描电镜中纳米粒子团聚体的观察，发现气流粉碎分散法有利于填料的分散。