高压“喷射流”法制备UHMWPE微孔材料的结构与性能调控
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)分子链呈线形，其耐磨性、耐低温性、耐化学腐蚀性以及其他力学性能都超过其他种类的塑料。由UHMWPE制成的微孔材料具有卫生性、良好的透气性、良好的力学性能以及优异的自润滑和不吸水性能。可以用于液体、气体的过滤分离。 传统成型UHMWPE微孔材料的多类方法具有周期长、不环保等各种缺点。本课题组提出了高压“喷射流”注射压缩法制备UHMWPE微孔材料，可根据工艺参数来调控微孔直径及孔隙率，其不但周期短、能耗低还有卫生性好的特点。在本课题中，通过使UHMWPE发生交联反应使得“喷射流”颗粒更均匀，粒径更小，并从注射方向、成型参数等方面对微孔材料进行性能调控，从而得到高压“喷射流”法制备超高分子量聚乙烯微孔过滤材料新理论。本文的主要工作及结论如下: (1)通过对比，研究了交联作用对UHMWPE“喷射流”状态、充模运动和堆积成孔产生的影响。比较了交联注塑制备的微孔材料与商业烧结、实验烧结、未交联注塑制备微孔材料的结构性能，得出交联作用具有改善微孔材料结构性能的显著效果。结合流变性测试，DSC测试、XRD测试，研究了流变性能与凝聚态结构变化对“喷射流”颗粒形成的影响，揭示了交联作用下高压“喷射流”法制备微孔材料的不同于粉末烧结法的动态成孔机理。 (2)研究了交联剂含量对UHMWPE微孔材料结构性能的影响，得出了获得较佳微孔材料时的交联剂最佳添加量。 (3)比较了水平注射、竖直向下注射、竖直向上注射三种注射方向的“喷射流”堆积状态和微孔试样的结构与性能，结果表明，竖直方向上的注射压缩成型的微孔试样的微观结构较好，在沿轴、径向上试样的性能差异更小。 (4)研究了注射速度、注射压力等工艺参数对微孔材料的孔隙结构与物理力学性能(压缩强度、水通量)的影响。由最佳参数制得的UHMWPE微孔材料在综合性能上优于商业烧结微孔材料。
超高分子量聚乙烯;注射成型;喷射流;微观结构
北京化工大学
硕士
动力工程及工程热物理
何继敏
2021
中文
TQ325.12
2021-09-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）