超高分子量聚乙烯增強改性及加工研究.pdf

1、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是一種應(yīng)用前景良好的熱塑性工程塑料，具有很多優(yōu)良特性，如耐磨性和抗沖擊性能異常優(yōu)越、摩擦系數(shù)低、耐化學(xué)腐蝕、自潤滑等，但與其它工程塑料相比，存在耐溫性能差、表面硬度低等缺陷，極大限制了它在某些領(lǐng)域的應(yīng)用;如何提高UHMWPE的強度和耐熱性能，擴大其市場覆蓋率成為目前的研究熱點。
　　 改性技術(shù)是通過物理和機械的方法在基體塑料中加入無機或有機物質(zhì)，實現(xiàn)材料性能的提高、成型加工性能的改善、材料成本的降

2、低。本文通過無機填料填充法和γ射線輻照交聯(lián)法對UHMWPE進行改性，改善其耐溫性能、提高表面硬度，優(yōu)化綜合機械性能。此外，還研究模壓成型中的模壓壓力和模壓溫度對UHMWPE性能的影響，并對模壓成型試樣和單螺桿擠出成型試樣的性能進行對比，具體的研究內(nèi)容與得到的結(jié)論如下:
　　 (1)研究不同無機填料對UHMWPE性能的影響:添加適量的針狀硅灰石、超細(xì)白云母和有機納米蒙脫土(OMMT)均可提高UHMWPE的拉伸強度、表面硬度、熱變形

3、溫度和耐磨性，其中以O(shè)MMT的效果最佳，超細(xì)白云母次之，而針狀硅灰石的效果稍差，當(dāng)OMMT的填充量為4％時，UHMWPE的拉伸強度提高了33.5％、磨損量降低了66.7％、摩擦系數(shù)降低了20.7％。當(dāng)OMMT的含量為6％時，UHMWPE的表面硬度提高了14.3％、熱變形溫度提高了22℃。
　　 (2)采用γ射線對UHMWPE進行交聯(lián)改性，研究了γ射線輻照劑量和輻照后處理對其性能的影響。結(jié)果表明，γ射線輻照交聯(lián)可以提高其凝膠率、熔

4、點、結(jié)晶度、拉伸強度、表面硬度、熱變形溫度和耐磨性能。當(dāng)輻照劑量為150kGy時，UHMWPE的熱變形溫度提高了40℃。但輻照交聯(lián)降低了UHMWPE的塑性，使材料的拉伸斷裂伸長率降低。重新熔融后處理可以進一步提高材料的凝膠率，改善其塑性，但材料的熔點、結(jié)晶度、表面硬度、拉伸強度和耐磨性有所降低。γ射線輻照-云母填充復(fù)合改性能夠進一步提高復(fù)合材料的表面硬度和耐磨性能。
　　 (3)研究不同加工方法對UHMWPE性能的影響。模壓壓力