氣輔擠出UHMW-PE板材的研究.pdf

1、超高分子量聚乙烯是一種性能非常優(yōu)異的新型工程塑料，并且用途十分廣泛。但由于UHMWPE的加工流動性能極差，無法順利實現(xiàn)擠出或注射，因而影響了該材料的普遍廣泛的使用。本文一方面就超高分子量聚乙烯流動性差的特點，專門研究了PE、PP和POM對UHMWPE流動性能的改善，并最終確定了流動改性劑配方；另一方面，在對不同填料對于UHMWPE共混體系力學(xué)性能、摩擦磨損性能和流動性能的影響進(jìn)行研究之后，最終確定了填料的組成。在確定了超高分子量聚乙烯共

2、混體系的最終配方后，根據(jù)UHMWPE流動性能差的特點，引入氣輔擠出成型機(jī)理，并自行設(shè)計了氣輔擠出超高分子量聚乙烯板材模具，實現(xiàn)了表面光滑、平整板材的擠出。 由上述實驗可以得到以下結(jié)論： (1)流動性越好的PE對UHMWPE流動性改進(jìn)越大，且所加入比例越高，共混物MFR值也越高。研究表明，當(dāng)HDPE組分小于50[％]時，HDPE對UHMWPE磨損性能影響較小，其中5000S對于體系的力學(xué)性能有一定的提高。 (2)中

3、低分子量聚乙烯來改善UHMWPE的加工流動性是可行的，但是同時會不同程度的導(dǎo)致力學(xué)性能的下降。 (3)PP對UHMWPE的流動性有一定的提高，但對于力學(xué)性能的提高并無任何作用，且大大降低了UHMWPE的耐磨損性能。 (4)POE組分對于流動性能有一定的改進(jìn)，但是對于力學(xué)性能的提高并沒有明顯的作用，然而對耐磨損性能影響卻相當(dāng)明顯。用POE來改進(jìn)UHMWPE的加工流動性時，POE的加入量需在10[％]以下，否則會對整個體系的

4、性能產(chǎn)生極大的影響。 (5)經(jīng)過對不同配比的UHMWPE/HDPE/POE復(fù)合體系的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)UHMWPE/HPPE5000S/POE8200這一復(fù)合體系的組分配比為70/25/5時，其整體性能最佳。因此，我們選擇HDPE/POE作為流動改性體系。 (6)選取玻璃微珠作為填料，在玻璃微珠的添加量為30％時，各項力學(xué)性能和耐磨性能均為最佳。 (7)對比不同粒徑的玻璃微珠，我們發(fā)現(xiàn)粒徑越小對流動性越有利。同時對于力

5、學(xué)性能和耐磨性能而言，粒徑越小卻越有助于改善性能。故選擇5000目的玻璃微珠作為填料。 (8)全螺紋元件螺桿組合是最佳的UHMWPE共混物順利擠出的主要設(shè)備條件，若添加捏合盤元件將導(dǎo)致物料在捏合盤處堵塞，螺桿將停止轉(zhuǎn)動。 (9)氣輔擠出能改變?nèi)垠w與口模的界面條件，使得鯊魚皮現(xiàn)象消失，并避免了出口膨脹現(xiàn)象。 (10)在采用氣輔擠出板材的過程中，應(yīng)該密切關(guān)注加料量的變化，其是能否順利擠出的關(guān)鍵因素。 (11)