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基本信息

项目名称:
DTBP交联UHMWPE磨粒磨损性能研究
小类:
能源化工
简介:
本文采用二叔丁基过氧化物(DTBP)作为交联剂,对UHMWPE进行化学改性,通过改变DTBP的含量、交联反应时间、交联反应温度来制备试样,并通过性能测试、分析获得最佳的成型工艺条件。
详细介绍:
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是一种线型结构的、具有优异综合性能的热塑性工程塑料,其耐冲击性、耐化学药品性、耐低温性、耐应力开裂性、抗粘附能力以及优良的电绝缘性、安全卫生及自润滑性等性能俱佳,但与其它工程塑料相比,具有表面硬度低、热变形温度低、弯曲强度和耐蠕变性较差、抗磨粒磨损能力差等缺点,利用二叔丁基过氧化物(DTBP)可以实现对超高分子量聚乙烯进行化学改性,进而来提高其磨粒磨损性能。通过改变DTBP含量、交联反应时间和交联反应温度来制备试样,并对其磨粒磨损率、凝胶率和力学性能进行分析,以获得最佳的成型工艺条件,扩大超高分子量聚乙烯的使用范围。

作品专业信息

撰写目的和基本思路

本文采用二叔丁基过氧化物(DTBP)作为交联剂,对UHMWPE进行化学改性,通过改变DTBP的含量、交联反应时间、交联反应温度来制备试样,并通过性能测试、分析获得最佳的成型工艺条件。

科学性、先进性及独特之处

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是一种线型结构的、具有优异综合性能的热塑性工程塑料,具有表面硬度低、热变形温度低、弯曲强度和耐蠕变性较差、抗磨粒磨损能力差等缺点,利用二叔丁基过氧化物(DTBP)可以实现对超高分子量聚乙烯进行化学改性,进而来提高其磨粒磨损性能,以获得最佳的成型工艺条件,能够扩大超高分子量聚乙烯的使用范围。

应用价值和现实意义

可以实现对超高分子量聚乙烯进行化学改性,进而来提高其磨粒磨损性能,以获得最佳的成型工艺条件,扩大超高分子量聚乙烯的使用范围。

学术论文摘要

本文采用二叔丁基过氧化物(DTBP)作为交联剂,对UHMWPE进行化学改性,通过改变DTBP的含量、交联反应时间、交联反应温度来制备试样,并通过性能测试、分析获得最佳的成型工艺条件。实验结果表明:在DTBP交联改性成型工艺中,DTBP与UHMWPE质量比为0.4%、交联反应时间为10分钟、交联反应温度为150℃时,制品的磨粒磨损率最低,磨粒磨损性能最好。与未交联试样相比,磨粒磨损性能提高了2.86倍,并且硬度、拉伸性能有小幅度上升。

获奖情况

鉴定结果

参考文献

[1]向东,崔小明.超高分子量聚乙烯改性研究进展[J].工程塑料应用,2005,33(11):74-77 [2]周晓谦.超高分子量聚乙烯改性研究现状[J].齐鲁石油化工,2004,32(4):289-293 [3] 叶素娟,黄承亚,禹权.超高分子量聚乙烯的成型工艺及改性研究进展[J].合成材料与应用,2006,35(2):43-49

同类课题研究水平概述

超高分子量聚乙烯可以代替碳钢、不锈钢、青铜等材料,在纺织、采矿、化工、包装、机械、建筑、电气、医疗、体育等领域具有广泛的应用。 超高分子量聚乙烯虽然具有很多优良的特性得到了广泛的应用,但也有许多不足,因此对其进行化学改性。 直到目前为止世界上成功地用于超高分子量聚乙烯化学交联的工业方法有三种:辐射交联、过氧化物交联和偶联剂交联。辐射交联可改善UHMWPE的蠕变性、浸油性和硬度等。M.Dole于1948年首先发现了辐射交联,他当时在进行重水反应堆实验时发现用辐射能将聚乙烯交联。随后E.J.Lawton等通过电子加速器使聚乙烯发生交联。 过氧化物交联是在UHMWPE中加入适量的过氧化物作为交联剂,在熔融过程中分子链发生交联。国外曾报道用二甲基双过氧化叔丁基乙炔作为UHMWPE的交联剂,进行化学改性。清华大学采用过氧化二异丙苯(DCP)作为UHMWPE的改性剂。 UHMWPE本身是线性结构的高聚物,许多学者对UHMWPE进行了辐射交联改性研究。Ohta等在真空室温条件下,对30mm厚的UHMWPE板材进2.0Mrad剂量的γ-射线辐照,实验发现:轻度交联的UHMWPE的物理和机械性能均明显提高,其耐磨性增加且摩擦系数小于未交联的试样。Xie等进行了UHMWPE/石英砂的共混物在有机硅的存在下的接枝反应研究,Shi等介绍了用氮离子等离子注入技术( PIII)对UHMWPE材料表面进行改性。实验结果表明: PIII 是一种非常有前途的表面工程改性技术,可以提高UHMWPE材料表面的机械性能,如表面硬度和弹性模量。Suh等介绍了一种用各向同性的UHMWPE纤维加入到UHMWPE基材进行增强增韧的方法。 经过人们对UHMWPE改性技术的不断研究,UHMWPE的综合性能日益提高,应用前景更加广泛。研究人员在针对其不足之处进行改性的过程中,必将推出更加完善的工艺和配方,随着时间的推移和更多新产品的开发和研制,相信这种新材料将越来越显示其旺盛的生命力。
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