纳米SiO2/UHMWPE复合材料的结晶行为和性能研究
为了扩大超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的应用范围，对UHMWPE的改性工作成为研究的重点。本文采用硅烷偶联剂改性的纳米SiO2对超高分子量聚乙烯进行填料填充改性，来提高UHMWPE的耐热性和力学性能。并在此基础上对复合材料进行了热处理和硅烷交联改性的研究。
论文研究偶联剂改性的纳米SiO2对UHMWPE的分子结构、结晶行为的影响，探讨了纳米SiO2对于UHMWPE耐热性、力学性能提升的机理。并根据改性机理对纳米SiO2/UHMWPE复合材料进行了热处理和硅烷交联改性的进一步研究。
试验结果表明:纳米SiO2的加入能够增加UHMWPE分子链的相互缠结，使UHMWPE结晶速率加快、结晶度增加、晶粒细化。纳米SiO2很好的起到了物理缠结点和异相成核剂的作用，提高了UHMWPE的耐热性和力学性能。当纳米SiO2的含量为5％时，复合材料的综合性能最好，复合材料的维卡软化点由85℃提高到了103℃，拉伸强度由29.8MPa提高到了35MPa。
热处理对于纳米SiO2/UHMWPE复合材料来说是UHMWPE分子链段重排及重结晶的一个过程。热处理能很好的消除内应力和结晶缺陷，提升UHMWPE分子间的缠结和结晶度，材料的耐热性和拉升强度也因此获得一定的提升。
采用有机硅烷对纳米SiO2/UHMWPE复合材料进行交联改性，有机硅烷能够增强纳米SiO2与UHMWPE的相容性，同时实现对UHMWPE的化学交联。经过有机硅烷交联后纳米SiO2/UHMWPE复合材料的分子链缠结和结晶度增加，有利于复合材料的耐热性和力学性能的提升。当KH570的含量为0.7份时，纳米SiO2/UHMWPE复合材料的维卡软化点达到101℃，拉伸强度达到38.2MPa。
超高分子量聚乙烯;纳米二氧化硅;结晶行为;热处理;交联改性;复合材料
北京化工大学
硕士
材料科学与工程
黄丽
2012
中文
TQ325.12;TB332
88
2012-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）