超高分子量聚乙烯膜轴向压缩变形结构的研究

摘要

继刚性聚合物经溶液液晶(如芳香族聚酰胺)或熔融液晶(如芳香族聚酯)纺丝制取高性能纤维获得成功后,利用冻胶纺丝等技术制取超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)高性能纤维的研究已取得突破性进展。这类纤维具有伸直链结构,大分子沿材料拉伸方向高度取向和结晶,显示出优异的抗张性能,具有很大的拉伸强度和模量。但这类材料在垂直拉伸方向上分子间作用力弱,如聚对苯二甲酰对苯二胺纤维、芳香族聚酯纤维等在受到轴向压缩作用时因晶面滑移而产生变形带。研究轴向压缩变形结构,对于合理使用以及寻求改进材料抗压性能的途径都很有意义。本文利用冻胶溶液-超拉伸技术研制了UHMW-PE膜,并借助偏光显微镜、扫描电子显微镜及X射线衍射等方法对膜的轴向压缩变形行为进行了研究。在压缩变形过程中,因晶面滑移形成与拉伸膜的轴向分别呈约75°和90°角度的两种变形带。X射线衍射试验结果表明:两种变形带的产生分别是因(110)(001)和(100)(001)晶面系滑移所致。 1 实验方法 1.1 原料与试样制备 UHMW-PE(日本三井石化公司,(?)=2.7×10~6)以十氢萘为溶剂调制成4％(wt)的冻胶溶液,在铝板上铸膜,水为冷却介质,用甲醇洗净,室温干燥,在130℃油浴中进行二级拉伸,总拉伸倍数为120。