UHMWPE-CNTs復(fù)合纖維的制備及抗蠕變性能的研究.pdf

1、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纖維是當(dāng)今三大高性能纖維之一，由于其具有優(yōu)異的力學(xué)性能，故被廣泛應(yīng)用于繩索、安全防護、高性能紡織品以及復(fù)合材料。但由于其存在易蠕變、耐熱性差等缺點，限制了其在更廣泛領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，研究超高分子量聚乙烯纖維的蠕變性能具有重要理論和實際意義。
　　 本論文采用添加碳納米管(CNTs)的方法對UHMWPE纖維進行抗蠕變改性研究。采用H2SO4/KMnO4混合體系對CNTs進行純化，并采用鈦酸酯偶聯(lián)劑對

2、經(jīng)純化的CNTs進行了功能化處理;研究了CNTs在紡絲溶劑白油中的分散性能;之后，將經(jīng)純化和功能化的CNTs添加到UHMWPE/白油體系中，采用凝膠紡絲法制備了UHMWPE/CNTs復(fù)合纖維。利用FTIR、XRD、SEM、POM、TGA、Raman光譜以及力學(xué)性能測試等手段，研究了純化及功能化對于CNTs結(jié)構(gòu)的影響，同時研究了UHMWPE/CNTs復(fù)合纖維的結(jié)構(gòu)和抗蠕變性能。
　　 研究結(jié)果表明，純化和功能化處理后，CNTs輪廓

3、更加清晰，團聚現(xiàn)象得到改善，CNTs與白油相容性提高，分散性得到改善;CNTs在UHMWPE/CNTs凝膠體系中具有成核劑作用，CNTs可使UHMWPE晶粒尺寸下降、熱結(jié)晶溫度升高，結(jié)晶速率略有提高;利用Raman光譜對UHMWPE/CNTs復(fù)合纖維中CNTs的取向結(jié)構(gòu)研究結(jié)果表明，隨著牽伸倍數(shù)的增大，CNTs逐漸沿纖維軸向排列;力學(xué)性能測試表明，CNTs最佳添加量為2wt％，此時UHMWPE/CNTs復(fù)合纖維與未添加CNTs的UHMW