超高分子量聚乙烯板材的改性研究
改性研究
超高分子量聚乙烯板材通过改性,可以改变其缺陷,提高了其加工流动性,可以达到增韧、增强、提高耐热以及抗磨损的性能。现在改性都集中在以下几个方面。
1·1 与中低分子量聚乙烯改性
1·1·1 与HDPE共混改性
现在国内外都有比较多这方面的研究,也有不少有关这一方面的专利文献。国内的刘延华等就从加工设备方面进行研究,来提高UHMWPE/HDPE合金的可加工性。实验采用同向双螺杆挤出机,并设计了两套螺杆组合方案,一套装有7对捏合盘元件,另一套只装有2对,且在排气口都装有一对左螺旋纹元件,以利于排气。结果证明,装有2对捏合盘的挤出机可以连续挤出,随着螺杆转速成的提高,熔融效果变差且认为熔体在机头内为柱塞式流动,在挤出速率合适的条件下,可挤出光滑的棒材,否则会形成鲨鱼皮状裂纹。北京化工大学李跃进研究了UHMWPE/HDPE共混物的加工工艺,流变性能,结晶形态以及力学性能。发现体系粘度相对于超高分子量聚乙烯来说明显降低,成型工艺得到了显著的提高。实验结果表明,以双辊共混法制备的共混物的粘度最低,混合均匀性好,易于注射成型。并且UHMWPE与HDPE共混后能产生共晶。其加入的成核剂为白碳黑,白碳黑的加入对共混的结晶形态有明显的影响,生成大量细小而均匀的球晶,避免了过多过大的晶体缺陷,补尝了UHMWPE与HDPE共混后耐磨性及抗冲击性的降低。
德国的O·Jacobs发现在超高分子量聚乙烯纤维中加入HDPE,超高分子量聚乙烯的很多性能得到了改善。例如,其共混物的蠕变就比纯的超高分子量聚乙烯慢很多,其抗磨损性能也提高了许多。共混物所能承受的的静态载荷比超高分子量聚乙烯多了2倍,比HDPE多了1倍。UHMWPE的拉伸强度和杨氏模量分别为20MPa和708MPa,当加入50%HDPE时发现共混物的强度和模量分别增加了一个到两个数量级,共混物的拉伸强度和杨氏模量分别为850MPa和28000MPa。
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