超高分子量聚乙烯懸浮接枝物的制備及性能研究.pdf

1、超高分子量聚乙烯(UHMWPE）具有超長(zhǎng)的分子鏈結(jié)構(gòu)賦予其優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性、耐摩擦性和耐沖擊性等特點(diǎn)，熔融后熔體黏度很高不利于機(jī)械加工，本研究的目的在保證UHMWPE本身性能不變的基礎(chǔ)上，采用可控預(yù)輻照懸浮接枝方法改善大分子鏈結(jié)構(gòu)，提高應(yīng)用性能。
　　實(shí)驗(yàn)在空氣氣氛下進(jìn)行，UHMWPE粉末經(jīng)由射線預(yù)輻照產(chǎn)生過氧化物大分子，大分子可受熱分解為自由基作為反應(yīng)的引發(fā)劑，采用懸浮接枝技術(shù)，使輻照UHMWPE與苯乙烯(St)接枝在一起，得到

2、UHMWPE-g-PS接枝產(chǎn)物。探索了接枝反應(yīng)溫度、原料配比、輔助引發(fā)劑BPO用量、反應(yīng)時(shí)間、懸浮液組成等條件對(duì)接枝率的影響。
　　采用FTIR光譜法、紫外光譜法、核磁共振氫譜分析法(1H-NMR)、X射線衍射法(WAXD)等手段對(duì)UHMWPE-g-PS的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，UHMWPE-g-PS的FTIR譜圖在3028cm-1、1600cm-1、1495cm-1、757cm-1、696cm-1處出現(xiàn)了來源于苯環(huán)的吸收峰;紫外光譜圖

3、在230nm-270nm處有苯環(huán)上的電子躍遷吸收峰;在UHMWPE-g-PS1H-NMR譜圖上，出現(xiàn)了苯環(huán)上氫的特征化學(xué)位移如7.138ppm、7.029ppm、6.745ppm，以及與苯環(huán)相連的-CH2-上氫的化學(xué)位移有2.026ppm、1.479ppm、1.109ppm等;與UHMWPE出現(xiàn)的(001)、(110)、(200)晶面X射線衍射強(qiáng)度比較，UHMWPE-g-PS的晶面衍射強(qiáng)度已經(jīng)減弱，峰型右移。
　　性能表征方法有D

4、SC熱性能測(cè)試、掃描熱降解測(cè)試(TGA)、等溫結(jié)晶曲線分析、拉伸性能測(cè)試、流變行為測(cè)試、電性能測(cè)試、SEM形貌表征等。DSC測(cè)試證明PS接枝鏈對(duì)晶體的結(jié)晶過程影響十分復(fù)雜，在UHMWPE大分子鏈間發(fā)揮了物理交聯(lián)點(diǎn)的作用，結(jié)晶過程的主期結(jié)晶階段符合avrami方程，UHMWPE-g-PS的玻璃化改變溫度(Tg)提高;熱失重(TGA)曲線圖中可以得出，較高溫度范圍內(nèi)UHMWPE-g-PS與UHMWPE的熱穩(wěn)定性仍然保持一致;UHMWPE-g

5、-PS熔體的流動(dòng)性增大，相同角速度下顯示儲(chǔ)能模量(G′)、損耗模量(G″)隨接枝率的增大而增大。電性能測(cè)試結(jié)果說明，UHMWPE-g-PS的擊穿強(qiáng)度、介電常數(shù)與介電損耗角均上升，且后兩個(gè)數(shù)值會(huì)隨著納米二氧化硅(SiO2)添加量的增加而增大;添加納米SiO2后的復(fù)合物UHMWPE-g-PS/SiO2出現(xiàn)被補(bǔ)強(qiáng)現(xiàn)象，UHMWPE-g-PS/SiO2的拉伸強(qiáng)度(σm)、屈服應(yīng)力(σy)、斷裂伸長(zhǎng)率(εb)上升;用掃描電鏡觀察UHMWPE-g-