凝胶纺UHMWPE纤维的超临界二氧化碳辅助渗透和UV交联

摘要

本文研究了超临界二氧化碳(SC-CO2)辅助渗透预处理以及紫外辐射对凝胶纺UHMWPE纤维的凝胶含量、蠕变、短期力学性能、动态力学性能、热行为、表面结构和基团等各种结构与性能的影响。　　SC-CO2预处理及紫外辐射对UHMWPE纤维的凝胶含量的影响的研究表明：在实验范围内，随着温度的升高，纤维的凝胶含量有不断下降的趋势；随着压力的不断增高，纤维的凝胶含量有不断上升的趋势；随着紫外光敏剂用量、预处理循环时间以及紫外辐射时间的增加，纤维的凝胶含量均有不断上升的趋势。　　SC-CO2预处理温度和压力对UHMWPE纤维蠕变性能和短期力学性能的影响的研究表明：纤维经过超临界二氧化碳渗透预处理以及紫外辐射交联后，抗蠕变性能有了明显的改善，断裂强度和断裂伸长均高于未处理纤维。实验范围内，当预处理压力或温度其中一个变量固定时，随着另一个变量的增大，所得纤维的蠕变先下降后上升，断裂强度和断裂伸长先上升后下降，即预处理温度为100℃，压力为12MPa时所得纤维的蠕变较小，断裂强度和断裂伸长较高。说明超临界二氧化碳预处理温度和压力对UHMWPE纤维抗蠕变性能以及断裂强度和断裂伸长的贡献都存在一个临界值，过高或过低的温度和压力都会引起纤维抗蠕变性能以及短期力学性能的下降。　 紫外辐射时间对UHMWPE纤维蠕变性能和短期力学性能的影响的研究表明：随着紫外辐射时间的延长，纤维的蠕变先下降后上升，纤维的断裂强度和断裂伸长先上升后下降。预处理条件不同时，纤维达到较佳的抗蠕变性能的UV辐射时间有所不同。UV辐射时间为4分钟时，UHMWPE纤维的断裂强度和断裂伸长较高。

目录

文摘

英文文摘

第一章前言

1.1课题研究背景

1.2国内外研究现状

1.3本课题研究目标

1.4本课题创新之处

1.5课题研究意义

1.6本文的主要研究工作

第二章实验部分

2.1实验仪器

2.2实验原材料

2.3试样制备

2.4性能测试

第三章预处理及紫外辐射对UHMWPE纤维交联度的影响

3.1超临界二氧化碳预处理温度和压力对纤维凝胶含量的影响

3.2紫外光敏剂添加剂量对纤维凝胶含量的影响

3.3超临界二氧化碳预处理循环时间对纤维凝胶含量的影响

3.4紫外辐射时间对纤维凝胶含量的影响

本章小节

第四章预处理及紫外辐射对UHMWPE纤维蠕变性能的影响

4.1不同温度和载荷下纤维蠕变性能分析

4.2超临界二氧化碳预处理温度和压力对纤维蠕变性能的影响

4.3紫外光敏剂添加剂量对纤维蠕变性能的影响

4.4超临界二氧化碳预处理循环时间对纤维蠕变性能的影响

4.5紫外辐射时间对纤维蠕变性能的影响

4.6不同型号纤维蠕变性能比较

本章小节

第五章预处理及紫外辐射对UHMWPE纤维短期力学性能的影响

5.1预处理温度和压力对UHMWPE纤维短期力学性能的影响

5.2紫外光敏剂用量对UHMWPE纤维短期力学性能的影响

5.3超临界二氧化碳预处理循环时间对纤维短期力学性能的影响

5.4紫外辐射时间对纤维短期力学性能的影响

5.5不同型号纤维短期力学性能比较

本章小节

第六章预处理及紫外辐射对UHMWPE纤维其它性质的影响

6.1预处理及紫外辐射对纤维动态力学性能的影响

6.2预处理及紫外辐射对纤维热行为的影响

6.3预处理及紫外辐射对纤维表面形貌的影响

6.4预处理及紫外辐射对纤维表面基团的影响

本章小节

第七章超临界C02渗透预处理以及UV交联的正交实验分析

7.1问题的引入

7.2正交分析法简介

7.3正交分析法的实际应用

本章小节

第八章结论与建议

8.1结论

8.2建议

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表论文情况