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超高分子量聚乙烯纤维的表面聚乙烯醇氧化自交联亲水改性
1
作者 汪超 竺哲欣 +1 位作者 王刚强 吕汪洋 《现代纺织技术》 北大核心 2025年第6期9-16,共8页
为了改善超高分子量聚乙烯纤维表面的亲水性能,利用过硫酸盐引发聚乙烯醇自身交联的特点,使用过硫酸盐热活化体系氧化聚乙烯醇,使其自身交联沉积在超高分子量聚乙烯纤维表面,改善纤维表面亲水性能。用不同聚合度聚乙烯醇对超高分子量聚... 为了改善超高分子量聚乙烯纤维表面的亲水性能,利用过硫酸盐引发聚乙烯醇自身交联的特点,使用过硫酸盐热活化体系氧化聚乙烯醇,使其自身交联沉积在超高分子量聚乙烯纤维表面,改善纤维表面亲水性能。用不同聚合度聚乙烯醇对超高分子量聚乙烯纤维进行改性,考察了过硫酸钾浓度、反应时间、反应温度对改性纤维表面亲水性的影响,并对改性后的纤维进行不同时间的超声水洗测试,探究改性纤维的亲水稳定性。结果表明:通过投加1 mL 0.1 g/mL的过硫酸钾使聚合度为1700的聚乙烯醇在80℃下反应90 min发生自交联沉积,超高分子量聚乙烯纤维表面亲水性能明显改善,并且在超声水洗2 h后依旧可以保持其亲水性能稳定,同时此改性方法不会对原纤维的力学性能造成影响。 展开更多
关键词 超高分子量聚乙烯纤维 亲水性 自由基交联 聚乙烯醇 表面改性
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摩擦工况对超高分子量聚乙烯/SiC复合材料摩擦学性能的影响
2
作者 郭永刚 彭江博 +2 位作者 庞杨 张庆 张新瑞 《机床与液压》 北大核心 2025年第7期7-15,共9页
探究不同摩擦工况下,SiC含量对超高分子量聚乙烯/SiC(UHMWPE/SiC)复合材料摩擦学性能的影响规律,以期获得摩擦学性能优异的复合材料。采用热压成型法制备不同SiC含量的5种UHMWPE/SiC复合材料,利用傅里叶变换红外光谱仪表征复合材料的红... 探究不同摩擦工况下,SiC含量对超高分子量聚乙烯/SiC(UHMWPE/SiC)复合材料摩擦学性能的影响规律,以期获得摩擦学性能优异的复合材料。采用热压成型法制备不同SiC含量的5种UHMWPE/SiC复合材料,利用傅里叶变换红外光谱仪表征复合材料的红外特征峰。借助扫描电子显微镜拍摄磨损样品的表面微观形貌,并基于往复式摩擦磨损实验机对复合材料的减摩耐磨性能进行测试,探究润滑介质、摩擦频率、负载等条件对复合材料摩擦磨损性能的影响规律,并分析相应的磨损机制。结果表明:当摩擦速度较低时,SiC质量分数为1%、2%时UHMWPE/SiC复合材料的平均摩擦因数最小;当摩擦速度较高时,低载干摩擦工况下复合材料的摩擦因数基本不变,其他工况下,添加SiC可适当减小复合材料的摩擦因数;当SiC质量分数为1%时,复合材料的摩擦因数和磨损量均最低,可为设计具有优异低摩擦、耐磨损性能的新型水润滑轴承复合材料提供参考。 展开更多
关键词 超高分子量聚乙烯 碳化硅 复合材料 摩擦工况 摩擦学性能
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无孔双向拉伸超高分子量聚乙烯薄膜的成型工艺及性能
3
作者 王荣勇 李景波 刘小超 《工程塑料应用》 北大核心 2025年第3期96-103,共8页
采用薄膜双向拉伸试验机制备了无孔双向拉伸超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)薄膜,探究了双向拉伸PEUHMW薄膜的成型工艺,研究了双向拉伸工艺参数对双向拉伸PE-UHMW薄膜晶体结构、力学性能以及光学性能的影响。结果表明,当拉伸速率达到200%/s... 采用薄膜双向拉伸试验机制备了无孔双向拉伸超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)薄膜,探究了双向拉伸PEUHMW薄膜的成型工艺,研究了双向拉伸工艺参数对双向拉伸PE-UHMW薄膜晶体结构、力学性能以及光学性能的影响。结果表明,当拉伸速率达到200%/s或者拉伸比大于3×3时,有助于PE-UHMW薄膜中串晶结构的形成。双向拉伸PE-UHMW薄膜中仅有正交晶存在,双向拉伸可以显著减小薄膜的晶粒尺寸。双向拉伸对PE-UHMW薄膜的力学性能影响显著,随着拉伸速率以及拉伸比的增大,薄膜的拉伸强度也随之增大,当薄膜中出现串晶结构后薄膜拉伸强度增大更加明显,拉伸比为6×6的薄膜在纵向与横向的拉伸强度分别达到了201.7 MPa与183.7 MPa,相比未拉伸前提高了4.56倍和3.69倍。薄膜的耐穿刺强度随着薄膜拉伸比的增大而增大,拉伸比为6×6的薄膜耐穿刺强度达到了623.3 N/mm,是未拉伸前的9.7倍。拉伸比达到3×3后,薄膜透光率稳定在93%左右,而薄膜的雾度受晶粒尺寸的影响随着拉伸速率以及拉伸比的增大呈现先减小后增大的趋势。无孔双向拉伸PE-UHMW薄膜具有较高的强度以及良好的透光率,在包装领域具备潜在的应用前景。 展开更多
关键词 超高分子量聚乙烯薄膜 双向拉伸 晶体结构 力学性能 光学性能
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超高分子量聚乙烯/热塑性聚氨酯复合织物热成型与界面优化
4
作者 岳航 鹿超 +2 位作者 王春红 王俊胜 张昊 《工程塑料应用》 北大核心 2025年第7期1-8,共8页
为满足充气式水域救援装备对高性能聚合物涂覆织物复合材料的要求,以超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)和热塑性聚氨酯(TPU)为原料开展复合材料制备工艺研究。探究了不同热成型温度下PE-UHMW纤维的热力学特性和变化规律,确定了适用于PE-UHMW/TP... 为满足充气式水域救援装备对高性能聚合物涂覆织物复合材料的要求,以超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)和热塑性聚氨酯(TPU)为原料开展复合材料制备工艺研究。探究了不同热成型温度下PE-UHMW纤维的热力学特性和变化规律,确定了适用于PE-UHMW/TPU体系的热贴合复合成型温度。采用环氧树脂(EP)活化浸渍对PE-UHMW织物进行活化处理,分析了EP活化浸渍涂覆量对复合材料剥离、抗穿刺、撕裂以及拉伸性能的影响。研究结果表明,热成型温度对PE-UHMW纤维力学性能的影响显著,PE-UHMW纤维结晶度随温度上升逐渐下降,纤维熔融和再结晶过程导致力学性能下降,温度超过120℃时,PE-UHMW纤维的强度大幅下降,纤维出现不可逆结构损伤,PE-UHMW纤维与TPU热压处理温度不应高于120℃。单因素方差分析表明,EP活化浸渍涂覆量对复合材料剥离强力、抗穿刺强力、撕裂强力和拉伸断裂强力均产生显著影响,复合材料的力学性能随着涂覆量增加而显著提升。其中,EP活化浸渍涂覆量为0.2L/m^(2)时,复合材料的剥离强力提升至22.79N,抗穿刺强力、撕裂强力和拉伸断裂强力分别提升56.3%,62.3%和53.7%。 展开更多
关键词 超高分子量聚乙烯 热塑性聚氨酯 环氧树脂 复合材料 热学效应 界面
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红外光谱法快速测量维生素E/超高分子量聚乙烯粉体中维生素E的含量
5
作者 胡志杰 鲁曼丽 +2 位作者 田继利 张文礼 王谋华 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第7期1900-1905,共6页
维生素E掺杂改性的超高分子量聚乙烯(VE/UHMWPE)在医用领域有重要的应用。由VE/UHMWPE粉料压塑成型的人工关节已在临床使用,得益于VE的抗氧化性延长了该类型人工关节在体内的植入时间。因此研究VE/UHMWPE粉料中VE的实际添加量对人工关... 维生素E掺杂改性的超高分子量聚乙烯(VE/UHMWPE)在医用领域有重要的应用。由VE/UHMWPE粉料压塑成型的人工关节已在临床使用,得益于VE的抗氧化性延长了该类型人工关节在体内的植入时间。因此研究VE/UHMWPE粉料中VE的实际添加量对人工关节的保护具有关键性的指导意义。为此,用傅里叶变换红外光谱(FTIR)对VE/UHMWPE粉体中的VE进行快速定量分析方法展开了研究。借助红外压片模具利用热压法将五种不同VE标称浓度的VE/UHMWPE粉料制成不同厚度的试样圆片,用透射模式进行红外测试并收集谱图。所有试样的光谱数据均采用OMNIC软件进行数据处理,FTIR解析时以峰形、峰位和峰强变化筛选定性或定量特征峰。根据数据分析结果表明,试样在1260和1210 cm^(-1)处的特征峰归属于VE分子结构中C—O醚键的伸缩振动和苯环上C—O键的伸缩振动,二者峰面积大小与VE含量有直接关系,可记作目标峰;在2020和1360 cm^(-1)处的特征峰归属于UHMWPE链上—CH 2—的弯曲振动峰和碳链末端亚甲基的伸缩振动,二者常被用作参比峰。对试样在1260、1210、2020和1360 cm^(-1)的特征峰进行峰面积积分,计算目标峰与参比峰的比值即I_(1210/2020)、I_(1260/2020)、I_(1210/1360)和I_(1260/1360)指数,将结果进行统计分析。分析测试结果的精密度、重复性用相对标准偏差(RSD)来判定。结果显示,用40~80 mg粉料压片制成的圆片试样效果最佳,重复性试验的RSD值小于5%;以I_(1210/1360)指数作定量分析评价参数准确性最佳,RSD值小于3%。该法为VE/UHMWPE粉体中实际VE的含量快速无损检测应用提供了参考。 展开更多
关键词 红外光谱法 超高分子量聚乙烯 维生素E 定量分析
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超高分子量聚乙烯纤维增强陶瓷复合材料抗弹性能
6
作者 王小伟 翟文 +9 位作者 张文婷 宗昊 董彬 何金迎 付思伟 魏汝斌 李英建 马伟超 吴炘铭 刘文龙 《工程塑料应用》 北大核心 2025年第5期121-126,共6页
采用53式7.62 mm穿甲燃烧弹分别对高温处理后的整板SiC和B_(4)C防弹插板进行3次连续有效射击,分析插板凹陷深度、陶瓷面板毁伤情况及断口形貌显微结构,对防弹插板的耐损伤特性进行研究,并分析陶瓷力学性能与插板抗多发弹性能的关系;随... 采用53式7.62 mm穿甲燃烧弹分别对高温处理后的整板SiC和B_(4)C防弹插板进行3次连续有效射击,分析插板凹陷深度、陶瓷面板毁伤情况及断口形貌显微结构,对防弹插板的耐损伤特性进行研究,并分析陶瓷力学性能与插板抗多发弹性能的关系;随后采用超高分子量聚乙烯薄膜材料和超高分子量聚乙烯纤维UD预浸料制备防弹插板进行靶试试验,分析了插板靶试结果、防弹机理。研究结果表明,使用超高分子量聚乙烯纤维UD预浸料的插板抗穿透性能优于薄膜材料,超高分子量聚乙烯薄膜材料在吸收冲击能量方面更有效。SiC和B_(4)C与超高分子量聚乙烯纤维复合防弹插板在高温条件下均能抵御住3发53式7.62 mm穿甲燃烧弹的连续打击,具有良好的抗多发弹打击性能。此外,SiC防弹插板的抗多发弹性能稳定性优于B_(4)C防弹插板,B_(4)C防弹插板抗单发弹性能优于SiC防弹插板。陶瓷的强度和硬度有利于提高陶瓷的抗弹性能,而其韧性在防弹插板的抗多发弹性能方面发挥了重要作用。 展开更多
关键词 超高分子量聚乙烯 复合材料 抗弹性能 损伤特性 力学性能
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硅酮粉改性超高分子量聚乙烯及其熔体纺丝加工性能 被引量：4
7
作者 刘杰 高阳 +2 位作者 秦升学 张弘斌 周海萍 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期28-32,共5页
针对超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)熔体加工性能差的问题,应用硅酮粉,采用熔融共混方法对PE-UHMW进行改性,以提高其熔体加工时的流动性。通过扫描电子显微镜与能量色散谱(EDS)表征了硅酮粉在PE-UHMW中的分布,并采用熔体速率测试、旋转流变... 针对超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)熔体加工性能差的问题,应用硅酮粉,采用熔融共混方法对PE-UHMW进行改性,以提高其熔体加工时的流动性。通过扫描电子显微镜与能量色散谱(EDS)表征了硅酮粉在PE-UHMW中的分布,并采用熔体速率测试、旋转流变测试,分析了硅酮粉含量对PE-UHMW熔体流动速率与流变性能的影响。对改性后的PE-UHMW采用熔体纺丝法制备了PE-UHMW单丝,并进行了拉伸强度测试。实验结果表明,随着硅酮粉的增加,其分散性逐渐变差,PE-UHMW熔体流动速率随硅酮粉含量先增加后降低,当硅酮粉质量分数达到4%,其熔体流动速率最高,复数黏度与储能模量最低,5%质量分数的硅酮粉在PE-UHMW基体中团聚较明显,改性后的PE-UHMW熔体流动性降低。熔体纺丝实验结果表明改性后的PE-UHMW可以通过普通单螺杆挤出机熔融挤出初生丝,经超倍热拉伸可以制备高强度单丝。当拉伸倍率为36时,质量分数3%的硅酮粉改性PE-UHMW单丝拉伸强度最高,可达1565MPa。因此综合考虑加工性能与单丝强度,采用质量分数3%的硅酮粉改性PE-UHMW较合适。 展开更多
关键词 超高分子量聚乙烯 硅酮粉 熔融共混 熔体纺丝 拉伸强度
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超高分子量聚乙烯纤维层合板在斜侵彻下的动态响应与失效行为研究
8
作者 周熠 郑冰倩 +2 位作者 王昕 强鹭升 张瑞 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期1138-1147,共10页
为了研究弹丸斜入射下超高分子量聚乙烯(ultra-high molecular weight polyethylene,UHMWPE)纤维层合板的抗侵彻响应,分别在0°、10°与20°的入射角下开展了弹道冲击实验,利用高速摄影捕捉动态响应,并在冲击实验后观察破... 为了研究弹丸斜入射下超高分子量聚乙烯(ultra-high molecular weight polyethylene,UHMWPE)纤维层合板的抗侵彻响应,分别在0°、10°与20°的入射角下开展了弹道冲击实验,利用高速摄影捕捉动态响应,并在冲击实验后观察破坏形貌.构建了相应的三维有限元计算模型,通过对比实验结果验证了其可靠性,并基于该数值模型,进一步阐明不同入射角下的UHMWPE纤维层合板抗侵彻机理.结果表明:当层合板受到平头弹丸斜侵彻作用时,弹头局部接触所引发的应力集中使得层合板更容易发生强度失效,但由于层合板的等效厚度增加且弹丸偏转所造成的弹体与层合板接触面积增加,使得入射角的影响与弹丸入射速度有关.当入射速度较低时,层合板的抗侵彻性能随着入射角增大而略微减小;而当入射速度远大于弹道极限时,层合板的抗侵彻性能随着入射角增大而增大. 展开更多
关键词 斜侵彻 超高分子量聚乙烯纤维层合板 抗侵彻性能 入射角
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初生态低缠结超高分子量聚乙烯催化剂研究进展 被引量：3
9
作者 刘睿喆 王迎 +3 位作者 雷际平 刘萃莲 周俊领 郭正阳 《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期121-129,共9页
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)具有高耐磨性、高强度和刚度、轻质、耐腐蚀、低摩擦系数、生物相容性等特点,作为一种优异的工程塑料广泛应用于高端新材料等各领域,而调控高分子链的缠结程度对于更好地应用UHMWPE至关重要。从均相催化和非均... 超高分子量聚乙烯(UHMWPE)具有高耐磨性、高强度和刚度、轻质、耐腐蚀、低摩擦系数、生物相容性等特点,作为一种优异的工程塑料广泛应用于高端新材料等各领域,而调控高分子链的缠结程度对于更好地应用UHMWPE至关重要。从均相催化和非均相催化两方面综述了制备初生态低缠结UHMWPE的催化剂技术的研究进展,其中,单中心催化体系和修饰型Ziegler-Natta催化剂在制备初生态低缠结UHMWPE的工业应用中前景广阔。 展开更多
关键词 超高分子量聚乙烯 低缠结态 单活性中心催化剂 非茂金属催化剂
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双等离子体改性超高分子量聚乙烯复合材料的弹道响应 被引量：1
10
作者 方春月 刘紫璇 +1 位作者 贾立霞 阎若思 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期77-84,共8页
为揭示双等离子体改性对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料冲击性能的影响,采用真空辅助树脂灌注成型技术(VARI)制成UHMWPE复合材料,借助原子力显微镜等手段对改性前后的纤维表面进行观测,探究复合材料在低速及高速冲击时的抗冲击性能... 为揭示双等离子体改性对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料冲击性能的影响,采用真空辅助树脂灌注成型技术(VARI)制成UHMWPE复合材料,借助原子力显微镜等手段对改性前后的纤维表面进行观测,探究复合材料在低速及高速冲击时的抗冲击性能以及防弹机制。低速冲击载荷作为响应值构筑响应曲面模型,高速摄影机捕捉子弹侵彻改性前后复合材料的过程,分析板材的吸能情况并对侵彻后的试样进行表面观测。结果表明:未改性板材通过各层振荡式波动以形成严重分层来耗散能量;改性后的材料能有效地包覆住子弹,背弹面表层纤维呈现原纤化,断口处出现树脂大量富集,阻抗作用增强,吸能值较未改性材料提高45.59%。 展开更多
关键词 双等离子体改性 超高分子量聚乙烯 复合材料 抗冲击性能 防弹性能
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超高分子量聚乙烯纤维的耐高温性能 被引量：4
11
作者 薛淑云 叶伟 +2 位作者 王征 夏平原 管永银 《现代纺织技术》 北大核心 2024年第3期53-60,共8页
针对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维熔点低、易蠕变的缺点,以复合材料热压加工环境为测试条件,通过分析不同热压温度和热压时间下的力学稳定性能,研究UHMWPE纤维的耐高温性能。采用差示扫描量热仪、热重分析仪、扫描电子显微镜、X射线衍... 针对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维熔点低、易蠕变的缺点,以复合材料热压加工环境为测试条件,通过分析不同热压温度和热压时间下的力学稳定性能,研究UHMWPE纤维的耐高温性能。采用差示扫描量热仪、热重分析仪、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、红外吸收光谱分析仪和力学性能测试仪等仪器设备,表征并分析了UHMWPE纤维的力学性能、热稳定性能和微观结构。结果表明:热压温度及时间对UHMWPE纤维性能有着重要的影响。在150℃及以下热压处理时,纤维力学性能随着热压时间的增加而变化不大;在160℃及以上热压处理时,长时间的热处理导致纤维力学性能下降明显,在160℃处理40 s时丝束断裂强力为153 N,强力损失为46.50%;当热压温度大于纤维熔点时,纤维强力出现急速下降,在170℃热压处理10 s时强力下降到了121 N,强力损失达到了57.80%。研究结果可为UHMWPE纤维复合材料的加工及应用提供参考。 展开更多
关键词 超高分子量聚乙烯纤维 热稳定性能 断裂强力 断裂伸长 高性能纤维
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三维超高分子量聚乙烯纤维/苎麻混杂轮胎防滑织物的设计与制备 被引量：2
12
作者 杨雨琪 高兴忠 +2 位作者 高世萱 陈宏 刘涛 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期72-79,共8页
为改善传统防滑链笨重、噪音大、易损伤轮胎等缺点,基于干、湿摩擦因数的差异通过三向正交混杂织物结构设计,制备超高分子量聚乙烯/苎麻混杂织物轮胎防滑套,分析测试了其摩擦因数、耐磨性能和实际路面效果。结果表明:混杂织物轮胎防滑... 为改善传统防滑链笨重、噪音大、易损伤轮胎等缺点,基于干、湿摩擦因数的差异通过三向正交混杂织物结构设计,制备超高分子量聚乙烯/苎麻混杂织物轮胎防滑套,分析测试了其摩擦因数、耐磨性能和实际路面效果。结果表明:混杂织物轮胎防滑套干湿摩擦因数的转变使车辆制动距离可缩短20.5%;其摩擦因数比市场商用防滑套增加了116%;由于层间间隔结构织物防滑套的苎麻含量最高,织物结构更紧密,混杂效应更明显,其防滑性能和耐磨性能均最好;通过吸湿性能测试,进一步揭示了该新型防滑织物防滑机制。本文研究成果可减少防滑链对车体损伤,拓展三维织物的应用领域,具有重要的实用价值。 展开更多
关键词 超高分子量聚乙烯纤维 三向正交结构 摩擦因数 耐磨性能 防滑
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液态氧化法处理超高分子量聚乙烯纤维 被引量：30
13
作者 吴越 骆玉祥 +1 位作者 胡福增 吴叙勤 《功能高分子学报》 CAS CSCD 1999年第4期427-430,共4页
用液态氧化法对超高分子量聚乙烯纤维进行了表面处理，研究了处理介质、处理时间对超高分子量聚乙烯／ 环氧复合材料层间剪切强度的影响，用扫描电子显微镜、ＸＰＳ表面元素分析、毛细浸润法测接触角等方法探讨了纤维表面性能处理前后... 用液态氧化法对超高分子量聚乙烯纤维进行了表面处理，研究了处理介质、处理时间对超高分子量聚乙烯／ 环氧复合材料层间剪切强度的影响，用扫描电子显微镜、ＸＰＳ表面元素分析、毛细浸润法测接触角等方法探讨了纤维表面性能处理前后的变化，以及纤维与树脂的界面结合情况。 展开更多
关键词 超高分子量 UHMWPE 液态氧化 聚乙烯纤维
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超高强型超高分子量聚乙烯纤维多级热拉伸过程中的蠕变行为 被引量：3
14
作者 郑硕 王勇军 +3 位作者 金依林 王刚强 戴钧明 吕汪洋 《现代纺织技术》 北大核心 2024年第10期85-93,共9页
蠕变行为是限制超高强型超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维应用领域的关键因素。为研究超高强型UHMWPE纤维在多级热拉伸过程中的蠕变行为,以工业生产线上不同热拉伸倍率纤维为样品,采用二维广角X射线衍射仪、万能试验机和化纤高强丝蠕变性... 蠕变行为是限制超高强型超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维应用领域的关键因素。为研究超高强型UHMWPE纤维在多级热拉伸过程中的蠕变行为,以工业生产线上不同热拉伸倍率纤维为样品,采用二维广角X射线衍射仪、万能试验机和化纤高强丝蠕变性能测试仪,表征纤维在热拉伸过程中的凝聚态结构、力学性能和蠕变行为。分析了不同温度、应力下纤维蠕变率的变化规律,以及蠕变大小与纤维结构和力学性能的相关性。结果表明:随着热拉伸的分级进行,纤维的结晶和取向度分别可达88.97%和0.973,同步改善了纤维的力学性能和抗蠕变性能。当测试温度低于70℃时,纤维蠕变不明显;随着施加应力的增加,蠕变表现出快速增加和缓慢增长两个阶段,两个阶段的转变时间点随着温度和施加应力的增加而缩短。但当温度达到90℃时,纤维的蠕变呈现不断加速的结果,施加应力越大,后期的蠕变加速度也越大。当纤维发生10%的蠕变后,其断裂强力得到提高,而当蠕变超过20%时,力学性能转而变差。 展开更多
关键词 超高分子量聚乙烯(UHMWPE) 凝聚态结构 蠕变行为 力学性能 热拉伸
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磨粒环境下超高分子量聚乙烯的摩擦学行为研究 被引量：1
15
作者 孙玮浩 周琴 +3 位作者 张凯 周子毅 秦坤 袁同鑫 《摩擦学学报（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期925-936,共12页
井下装备的密封结构极易受到钻井液中颗粒的侵蚀而发生磨粒磨损最终导致密封失效,明确颗粒对密封件的损伤机理是提升密封性能延长密封寿命的关键.本研究中通过配置含二氧化硅颗粒的膨润土基液建立井下的磨粒环境,以常用于制作密封件的... 井下装备的密封结构极易受到钻井液中颗粒的侵蚀而发生磨粒磨损最终导致密封失效,明确颗粒对密封件的损伤机理是提升密封性能延长密封寿命的关键.本研究中通过配置含二氧化硅颗粒的膨润土基液建立井下的磨粒环境,以常用于制作密封件的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)材料作为研究对象,采用正交试验法研究颗粒浓度和尺寸对材料磨粒磨损行为的影响关系.正交试验分析结果表明:颗粒尺寸对UHMWPE摩擦学行为的影响程度显著高于颗粒浓度.在不同颗粒尺寸环境中对摩擦过程中的摩擦系数、材料磨损量和磨损形貌的变化行为展开分析时发现,摩擦副的摩擦系数和磨损量均表现出随着颗粒尺寸增加而逐渐增加的趋势,磨损状态逐渐恶化.此外,材料的表面磨损形态随颗粒尺寸的变化表现出“颗粒尺寸效应”.研究结果揭示了UHMWPE的磨粒磨损机理,为材料的工程应用和井下密封结构的设计提供了参考. 展开更多
关键词 正交试验 颗粒浓度 颗粒尺寸 摩擦磨损 超高分子量聚乙烯
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矿用超高分子量聚乙烯托辊结构与工艺优化及耐磨性能 被引量：1
16
作者 邱凤云 刘向东 +3 位作者 邱新伟 崔鹏 吴隆飞 智豪 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期73-82,共10页
传统金属托辊用于带式输送机中存在诸多问题,如托辊与输送带之间磨损大、运行阻力大、自身质量大、使用寿命短、易损坏及密封性能差,这些问题在矿井等特殊环境更严重。为解决现有托辊问题,设计了一种新型超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)复合... 传统金属托辊用于带式输送机中存在诸多问题,如托辊与输送带之间磨损大、运行阻力大、自身质量大、使用寿命短、易损坏及密封性能差,这些问题在矿井等特殊环境更严重。为解决现有托辊问题,设计了一种新型超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)复合材料托辊。选择PE-UHMW为基体材料,对其进行阻燃和抗静电改性,研制出一种PEUHMW双抗复合材料,用于制造矿用托辊产品。用ANSYS Workbench对PE-UHMW托辊和传统金属托辊进行静力学分析,有限元仿真结果显示PE-UHMW材料托辊在等效应力及质量上优于传统托辊,受力更安全,质量轻可降低运行阻力;然后改进并优化了PE-UHMW托辊结构,经多种方案对比,发现托辊辊筒内壁带圆形截面加强筋及圆环结构最优,弹性变形较小且受力均匀;通过响应面优化法得到加强筋的最佳尺寸为宽12.3 mm、高7.4 mm,圆环的最佳厚度为2.0 mm,优化后托辊应力较小,变形量较优化前减少了42.6%,质量与优化前相比变化不大,但比金属托辊减轻75%。设计了一体化挤出成型工艺,依据辊筒仿真结果设计挤出模具,并经正交试验选出了最佳工艺参数组合:机头温度为230℃、熔体压力为14 MPa、牵引速度为1.5 m/min,解决了PE-UHMW塑料挤出成型的难题。最后,通过本体取样对PE-UHMW双抗复合材料辊筒进行耐磨性能试验,其平均磨耗体积约为0.21 cm^(3),仅为极限值的30%,证明了辊筒力学性能优良,工艺过程可靠。 展开更多
关键词 超高分子量聚乙烯 托辊 有限元仿真 优化设计 挤出成型工艺
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计及温度与应变率效应的超高分子量聚乙烯纤维束的拉伸力学性能 被引量：1
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作者 辛振 沈超明 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期118-124,共7页
文中针对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维束在计及温度(-60~80℃)和应变率(1×10^(-5)~3.3×10^(-2)s^(-1))的25种工况下,基于轴向拉伸实验数据,研究了UHMWPE纤维束力学性能的温度和应变率效应及其破坏模式。结果表明,UHMWPE纤维... 文中针对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维束在计及温度(-60~80℃)和应变率(1×10^(-5)~3.3×10^(-2)s^(-1))的25种工况下,基于轴向拉伸实验数据,研究了UHMWPE纤维束力学性能的温度和应变率效应及其破坏模式。结果表明,UHMWPE纤维束的力学性能具有一定的应变率和温度效应,但后者具备更为强大的影响力,其使UHMWPE纤维束在温度高于50℃时强度产生显著下降;此外,低温在提升UHMWPE纤维束拉伸强度的同时也会削弱其力学性能的应变率效应,在-40~-60℃范围内,UHMWPE纤维束拉伸强度和失效应变基本不受应变率影响。在UHMWPE纤维束的损伤破坏模式研究中发现,在脆-韧性转变存在的温度区间内(25~80℃),转变发生的临界应变率与温度之间具有密切联系,温度每升高约30℃,临界应变率就会提升1个量级。 展开更多
关键词 超高分子量聚乙烯纤维束 温度效应 应变率效应 脆-韧性转变 临界应变率
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纳米氧化锌填充超高分子量聚乙烯复合材料的摩擦磨损性能研究 被引量：17
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作者 雷毅 郭建良 张雁翔 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期234-237,共4页
采用热压成型工艺制备了纳米ZnO填充超高分子量聚乙烯（UHMWPE）复合材料，采用销．盘式摩擦磨损试验机考察了纳米粒子对复合材料摩擦磨损性能的影响；采用扫描电子显微镜观察复合材料磨损表面形貌．结果表明：填充15％～20％的纳米ZnO... 采用热压成型工艺制备了纳米ZnO填充超高分子量聚乙烯（UHMWPE）复合材料，采用销．盘式摩擦磨损试验机考察了纳米粒子对复合材料摩擦磨损性能的影响；采用扫描电子显微镜观察复合材料磨损表面形貌．结果表明：填充15％～20％的纳米ZnO可以显著改善UHMWPE的摩擦磨损性能；复合材料的磨损机理随纳米粒子含量的增加而变化，纯UHMWPE的磨损机理主要为粘着磨损和疲劳磨损，随着复合材料中纳米粒子含量增加，疲劳磨损特征逐渐消失，当其纳米粒子含量大于15％时，其磨损机理主要为粘着磨损；复合材料磨损表面出现了贫ZnO区和富ZnO区，且富ZnO区以“岛”的形式分布在贫ZnO区中． 展开更多
关键词 超高分子量聚乙烯(UHMWPE) 纳米氧化锌 摩擦磨损性能
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超高分子量聚乙烯纤维液相氧化改性及其橡胶基复合材料制备 被引量：3
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作者 李春阳 李微微 +1 位作者 李瑞培 陈忠仁 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期77-80,82,共5页
为了增强超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维与橡胶基体之间的界面粘结强度,采用高锰酸钾溶液对UHMWPE纤维进行表面处理,并将处理后的纤维加入到天然橡胶中制备短切UHMWPE纤维/橡胶复合材料.结果表明,高锰酸钾溶液处理可有效增加纤维表面... 为了增强超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维与橡胶基体之间的界面粘结强度,采用高锰酸钾溶液对UHMWPE纤维进行表面处理,并将处理后的纤维加入到天然橡胶中制备短切UHMWPE纤维/橡胶复合材料.结果表明,高锰酸钾溶液处理可有效增加纤维表面粗糙度及表面含氧官能团含量,最佳改性工艺条件是：按照m（高锰酸钾）∶m（浓硝酸）=1∶30配置高锰酸钾溶液,在室温下将UHMWPE纤维放入上述溶液中处理1 min.与纯橡胶样品相比,在m（UHMWPE纤维）∶m（天然橡胶）=0～6∶100范围内,随着处理后短纤维质量分数的增加,复合材料的硬度不断增大,最大增加量达到94％;复合材料的撕裂强度先增大后减小,在m（UHMWPE纤维）∶m（天然橡胶）=4∶100时达到最大值,最大增加量达到43％. 展开更多
关键词 超高分子量聚乙烯纤维 高锰酸钾溶液 表面改性 复合材料
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活性炭/超高分子量聚乙烯耐热性研究
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作者 李涵 王丹华 +3 位作者 班董董 刘奎 曹新鑫 戴亚辉 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期253-257,共5页
为了提高超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的耐热性,采用超级电容活性炭(微米级)对UHMWPE进行填充改性,制备活性炭/UHMWPE复合材料。通过热重(TG/DTG)测试和维卡软化点温度测试分析了复合体系的热性能;同时研究了活性炭含量对UHMWPE的电学性能... 为了提高超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的耐热性,采用超级电容活性炭(微米级)对UHMWPE进行填充改性,制备活性炭/UHMWPE复合材料。通过热重(TG/DTG)测试和维卡软化点温度测试分析了复合体系的热性能;同时研究了活性炭含量对UHMWPE的电学性能、冲击性能、表面及摩擦系数的影响。结果表明:活性炭填充可使UHMWPE材料失重5%时的分解温度提高17.44℃,维卡软化点提高了约18℃;且活性炭对UHMWPE复合体系的抗静电性、冲击性能、表面均有比较明显的改善。 展开更多
关键词 超高分子量聚乙烯 活性炭 耐热性 复合体系
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