超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯-碳納米管復(fù)合材料的性能研究.pdf

1、超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯(UHMWPE)具有其它材料無法比擬的優(yōu)良性能,比如耐磨性極佳;抗沖擊性極高,尤其是低溫抗沖擊強(qiáng)度,是目前己知塑料中最高的;摩擦系數(shù)小,只有0.07~0.11,且具有良好的自潤(rùn)滑性;化學(xué)性能穩(wěn)定;抗老化性優(yōu)異,在自然光照下,其老化壽命為50年以上;密度小,質(zhì)量輕,超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯的密度只有0.94kg/dm<'3>.凍膠紡UHMWPE纖維是八十年代國(guó)外開發(fā)的新一代纖維,具有優(yōu)良的力學(xué)性能如極高的楊氏模量、極佳

2、的耐磨性及耐沖擊性等,盡管UHMWPE纖維具有如上所述的諸多優(yōu)異性能,但也存在著某些弱點(diǎn):流動(dòng)性差,熔融狀態(tài)下粘度極高,加工難度大,生產(chǎn)效率低,成本高;耐熱性差,使用溫度一般應(yīng)控制在70℃以下;綜合機(jī)械強(qiáng)度差,易蠕變;因此該課題將針對(duì)UHMWPE存在的缺陷以制備UHMwPE/CNTs復(fù)合材料并對(duì)其性能進(jìn)行研究.根據(jù)碳納米管的優(yōu)異力學(xué)性能和熱學(xué)性能,對(duì)UHMWPE的性能進(jìn)行改善,先把碳納米管進(jìn)行純化、有機(jī)化處理,在紡絲以前,將經(jīng)過處理的碳

3、納米管預(yù)先用超聲波分散在溶劑油中,采用凍膠紡將UHMWPE/CNTs紡成纖維,以期使得UHMWPE的耐熱性、力學(xué)性能、蠕變性和加工性進(jìn)一步得到提高.在該課題研究中,TEM、IR、TGA、拉曼光譜分析儀等用來表征聚乙烯復(fù)合材料的性能.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,經(jīng)過處理后的碳納米管不僅除去了大量的雜質(zhì),而且連接上了有益的有機(jī)宮能團(tuán)使得碳納米管能夠均勻的分散在溶劑油中.超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯纖維的力學(xué)性能尤其是楊氏模量及韌性,分別提高了62﹪和26﹪.蠕