超高分子量聚乙烯的加工與高性能化研究.pdf

1、采用加工助劑與超聲輻照相結(jié)合的方法，實(shí)現(xiàn)了超高分子量聚乙烯（UHMWPE）在一般單螺桿擠出機(jī)上的擠出加工，提出了流動(dòng)改性機(jī)理;研究了擠出過(guò)程中超聲輻照對(duì)UHMWPE的加工流變性及結(jié)構(gòu)與性能的影響，實(shí)現(xiàn)了采用超聲輻照技術(shù)解決鏈纏結(jié)密度高聚合物的難加工和高性能化難點(diǎn);研究了UHMWPE的摩擦磨損性能，得到具有優(yōu)良耐磨性能特別是抗疲勞磨損性能的UHMWPE，提出了改善UHMWPE摩擦磨損性能的機(jī)理.1.采用加工助劑與超聲輻照相結(jié)合的方法，實(shí)現(xiàn)

2、了UHMWPE在一般單螺桿擠出機(jī)上的連續(xù)擠出成型.加入一定量的聚丙烯（PP），能有效改善單螺桿擠出機(jī)對(duì)UHMWPE的加工性能，擠出過(guò)程中的超聲輻照則有效地降低了熔體粘度和擠出壓力，顯著提高了擠出效率.在適當(dāng)?shù)募庸ぶ鷦┖亢统曒椪諒?qiáng)度下，UHMWPE的力學(xué)強(qiáng)度、耐熱性能及摩擦磨損性能得到提高.2.研究了UHMWPE在擠出過(guò)程中物料輸送及熔融塑化機(jī)理.FT-IR、DSC、WAXD和AFM分析表明，在單螺桿擠出機(jī)擠出UHMWPE/PP共混物

3、時(shí)，與料筒壁接觸的物料表層主要是PP，從而增大了物料-料筒壁間的摩擦系數(shù)，實(shí)現(xiàn)了單螺桿擠出機(jī)內(nèi)物料的順利輸送.3.擠出過(guò)程中的超聲輻照顯著降低了UHMWPE/PP共混物熔體表觀粘度和擠出口模壓力，提高了擠出產(chǎn)量.隨共混物中PP含量的減少，共混物熔體的鏈纏結(jié)密度升高，超聲輻照的降粘降壓效果越明顯.超聲輻照使共混物中UHMWPE和PP的結(jié)晶度下降，晶粒尺寸變小.在適當(dāng)?shù)某曒椪諒?qiáng)度下，材料的抗沖擊強(qiáng)度、楊氏模量及耐磨性能得到提高.4.以PP

4、為主的加工改性劑能顯著提高UHMWPE的摩擦磨損性能.在同樣的條件下，UHMWPE的摩擦系數(shù)和磨損速率都比UHMWPE/PP共混物高.隨負(fù)荷的增加和磨損時(shí)間的延長(zhǎng)，在UHMWPE磨損表面出現(xiàn)大量的裂紋，呈現(xiàn)明顯的疲勞磨損特征.在較高的滑動(dòng)速度下（400rpm），UHMWPE發(fā)生因表面熔融而導(dǎo)致快速的磨損.而UHMWPE/PP共混物在高的負(fù)荷、長(zhǎng)的磨損時(shí)間及高的滑動(dòng)速度下，在磨損表面無(wú)明顯的疲勞破壞和熔融現(xiàn)象發(fā)生.5.采用SEM、FT-I