【摘 要】
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超高分子量聚乙烯（UHMWPE）是一种分子量极高的热塑性材料,具有高耐磨性、耐腐蚀性、耐低温性、抗冲击性以及优异的生物相容性、不吸水性、自润滑性等特性,采用注塑成型制备的UHMWPE制品在纺织工业、包装食品机械、化工机械、医疗等领域应用广泛,但UHMWPE的黏度高,成型加工困难,耐热性差,限制了在高温环境的应用,所以对UHMWPE耐热改性是目前的研究重点之一。前人研究UHMWPE耐热改性大部分基于
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超高分子量聚乙烯（UHMWPE）是一种分子量极高的热塑性材料,具有高耐磨性、耐腐蚀性、耐低温性、抗冲击性以及优异的生物相容性、不吸水性、自润滑性等特性,采用注塑成型制备的UHMWPE制品在纺织工业、包装食品机械、化工机械、医疗等领域应用广泛,但UHMWPE的黏度高,成型加工困难,耐热性差,限制了在高温环境的应用,所以对UHMWPE耐热改性是目前的研究重点之一。前人研究UHMWPE耐热改性大部分基于模压、挤出成型,而注塑UHMWPE相比模压、挤出成型,其制品、成型原理、加工特性、熔体作用方式都有明显差异,在注塑过程中,UHMWPE物料以“喷射流”颗粒从喷嘴射入模具,然后模具内的熔融颗粒之间相互融合,从而得到致密、光滑的制品,由于其独特的“喷射流”现象,对其耐热改性时,不同的物料体系对“喷射流"粒子的粘弹性、微观形态产生影响,进一步影响制品的性能。本课题基于注塑成型分别采用交联剂、无机填料、有机聚合物对UHMWPE进行耐热改性,提高UHMWPE耐热性的同时,保持其耐磨性、韧性等优异的性能,扩大其应用范围。本文主要工作与结论如下:（1）研究了不同交联剂（DCP、双二五）及其含量对UHMWPE的凝胶率、耐热性、力学性能、耐磨性的影响,并结合SEM、偏光显微镜、DSC测试,观察其微观结构变化。结果发现,极微含量交联剂能够有效地提高耐热性、力学性能,其中DCP的改性效果更好,当DCP含量为0.01%时,UHMWPE的热变形温度达到最大为99.1℃,上升幅度为22.3%,并且耐磨性基本保持不变。（2）研究了两种无机填料（二硫化钼（Mo S2）、玻璃微珠）及其含量对UHMWPE的耐热性、力学性能、耐磨性的影响。结果发现,Mo S2可以提高UHMWPE耐热性、力学性能,当Mo S2为5%时,UHMWPE/Mo S2复合材料热变形温度为97.9℃,上升幅度为20.8%,但其韧性降低,并且耐磨性也大幅下降。一定含量的玻璃微珠同样可以提高UHMWPE耐热性、力学性能,但相比Mo S2改性效果较差。（3）研究了PTFE对UHMWPE的耐热性、力学性能、耐磨性的影响。结果发现,PTFE可以大幅提高UHMWPE耐热性,当PTFE含量为15%时,UHMWPE/PTFE复合材料热变形温度达到最大为104℃,上升幅度为28.4%,但力学性能、耐磨性均有所下降。之后保持PTFE含量为15%,研究不同增容剂（马来酸酐接枝聚乙烯、钛酸酯偶联剂）对UHMWPE/PTFE复合材料力学性能、热性能的影响,结果发现,添加不同增容剂后,UHMWPE/PTFE复合材料的热性能、力学性能反而变差。（4）选用上述研究结果中改性效果较好的填料（DCP、PTFE、Mo S2）,进一步研究并用改性对UHMWPE的热性能、力学性能的影响。结果发现,并用改性中PTFE/DCP对UHMWPE的改性效果相对较好,相比纯UHMWPE,其热性能、力学性能提高,但相比单独加填料,其热性能、力学性能变差。
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