冻胶纺UHMWPE/UHMWPP复合纤维的制备与表征

摘要

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维具有独特的综合性能，产品广泛应用于军事防护、海洋工程等领域。然而UHMWPE纤维在应力作用下容易产生蠕变、耐热性差、加工性差等缺陷，极大地限制了其应用领域。
　　 由于超高分子量聚丙烯(UHMWPP)与UHMWPE均属柔性链高分子，结构简单、极性相似、溶度参数相近、密度相近，并且聚丙烯还有耐蠕变性能优越、使用温度更高以及粘结性好等优点，因此用UHMWPP对UHMWPE进行改性，可以使其具有更为优异的综合性能。
　　 本课题中，采用冻胶纺丝的方法制备了UHMWPE/UHMWPP复合纤维，然后对制备的复合纤维进行了一系列表征与分析，结果表明：
　　 1．流变测试结果表明，UHMWPP可以使UHMWPE冻胶体系的粘度降低，有利于UHMWPE的加工性能改善；180℃，UHMWPP添加量为5wt％的冻胶体系具有最好的流变性能，其体系较空白UHMWPE体系具有较低的表观粘度、结构粘度指数和较高的非牛顿指数。
　　 2．由UHMWPE/UHMWPP冻胶萃取丝的SEM结构形态表征可以看出，UHMWPE冻胶萃取丝典型的“丝瓜筋结构”，在添加了5wt％的UHMWPP后变为“竹子”结构，而添加量为10wt％时，冻胶萃取丝则显示出“面条”结构。
　　 3．由UHMWPE/UHMWPP复合纤维的DSC、WAXD测试结果表明，超高分子量聚丙烯的加入降低了UHMWPE基体的结晶性能。
　　 4．由UHMWPE/UHMWPP复合纤维的力学性能测试结果显示，UHMWPP的加入提高了UHMWPE纤维的耐蠕变和耐热性能。

目录

文摘

英文文摘

第一章 前言

1.1 超高分子量聚乙烯纤维

1.1.1 超高分子量聚乙烯纤维的性质与用途

1.1.2 超高分子量聚乙烯纤维的研究进展

1.2 聚丙烯简介

1.2.1 常规聚丙烯纤维

1.2.2 高强聚丙烯纤维

1.3 小结

第二章 UHMWPE/UHMWPP冻胶体系的流变行为研究

2.1 实验部分

2.1.1 原料

2.1.2 仪器设备

2.1.3 冻胶溶液的制备

2.1.4 样品测试

2.2 结果与讨论

2.2.1 稳态剪切流动研究

2.2.2 动态粘度的研究

2.3 结论

第三章 UHMWPE/UHMWPP复合纤维的结晶行为研究

3.1 实验部分

3.1.1 原料

3.1.2 仪器设备及测试条件

3.1.3 复合萃取丝的制备

3.1.4 复合纤维的制备

3.1.5 样品测试

3.2 结果与讨论

3.2.1 DSC结果分析

3.2.2 X-射线衍射测试结果分析

3.2.3 POM结果分析

3.3 结论

第四章 UHMWPE/UHMWPP复合纤维的性能研究

4.1 实验部分

4.1.1 原料

4.1.2 仪器设备

4.2 结果与讨论

4.2.1 形态结构研究

4.2.2 复合纤维蠕变性能分析

4.2.3 复合纤维热稳定性分析

4.2.4 力学性能分析

4.3 结论

第五章 全文总结

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文和获奖情况