超高分子量聚乙烯微孔濾材成型研究.pdf

1、微孔材料是過濾與分離技術(shù)中十分關(guān)鍵的材料。作為一種聚乙烯類熱塑性工程塑料，超高分子量聚乙烯(UHMWPE)具有無可比擬的綜合性能，諸如:耐低溫性、耐磨性、抗沖擊性、化學(xué)穩(wěn)定性等。鑒于超高分子量聚乙烯的優(yōu)異性能，利用其制備微孔材料用于過濾與分離過程一直是學(xué)界研究的目標(biāo)。
　　 目前制備UHMWPE微孔材料的方法主要有燒結(jié)法、顆粒填充法、核徑跡法、熔融擠壓拉伸法、TIPS法、TIPS-S法等，但上述方法均存在自身不足:燒結(jié)法成型周期

2、長、效率低、孔徑較大;TIPS及TIPS-S法制備的孔徑很小，且制品多為膜材或片材，厚度很小;顆粒填充法成孔較為粗糙，且制備過程需要大量填充顆粒;熔融擠壓拉伸法的產(chǎn)品厚度同樣較小;核徑跡法技術(shù)性強(qiáng)，操作復(fù)雜，制品厚度最大僅為幾十微米，孔隙率低。綜上，現(xiàn)有各種UHMWPE.微孔材料成型方法存在諸多不足，制品微觀結(jié)構(gòu)在成型過程中較難控制，因而限制了UHMWPE微孔材料的使用領(lǐng)域。
　　 本文提出了無壓燒結(jié)的方法，UHMWPE粉末顆粒

3、堆積起來，控制適當(dāng)?shù)墓に嚄l件，使得顆粒接觸面通過加熱熔融相互粘接起來，同時(shí)又能使顆粒間隙得到保留，最終制成了UHMWPE多孔體。
　　 本課題研究內(nèi)容如下:
　　 1、本文跨學(xué)科地將粉末冶金學(xué)中晶體面心立方結(jié)構(gòu)的概念引入高分子微孔材料的加工中，將聚合物顆粒的堆砌狀態(tài)模擬成面心立方結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)面心立方結(jié)構(gòu)中的三球成孔原理得出孔徑大小的計(jì)算公式，運(yùn)用這種突破性的研究方法不僅能夠預(yù)測出微孔制品的孔徑大小，還能根據(jù)產(chǎn)品孔徑指標(biāo)

4、利用公式指導(dǎo)加工工藝參數(shù)的選取，從而實(shí)現(xiàn)微觀結(jié)構(gòu)的可控性;
　　 2、研究中根據(jù)材料DSC測試結(jié)果，選擇適當(dāng)?shù)募訜嵩O(shè)備，摸索加工工藝參數(shù)，添加復(fù)合潤滑劑，縮短成型時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。本文對(duì)樣品的性能進(jìn)行了測試和分析，討論加工工藝同樣品各主要性能指標(biāo)之間的規(guī)律。結(jié)果顯示:UHMWPE分子量增大導(dǎo)致樣品壓縮強(qiáng)度相應(yīng)增大;平均孔徑和孔隙率均隨超高分子量聚乙烯粒徑的增大而增大，同時(shí)壓縮強(qiáng)度和體密度隨之減小;增加燒結(jié)時(shí)間、提高燒結(jié)溫度，樣