抗静电纳米UHMWPE复合材料的制备、性能及流变行为研究

发布时间：2021-01-08 13:42

　　超高分子量聚乙烯（UHMWPE）表现出许多优异的性能,比如较小的摩擦系数、极强的抗冲击性、以及卫生性、生物相容性、耐低温性等优点。然而,由于UHMWPE极低的电导率,其产品在成型阶段以及运输、使用过程中特别容易产生并且积累静电,给成型过程、产品外观带来不利影响,甚至带来爆炸,火灾。所以,将应用于这些场合的UHMWPE进行抗静电改性显得尤其重要和迫切。首先,本文选择导电性能优异的多壁碳纳米管（MWCNT）和石墨烯纳米片（GNS）作为UHMWPE抗静电改性的导电填料,制备了 UHMWPE导电复合材料。实验发现,该制备方法仅需要很少的MWCNT或GNS的填充量（0.5wt%）,就能达到材料的渗流阈值φc,实现了 UHMWPE的抗静电改性。同时发现GNS在UHMWPE基体中团聚明显,造成UHMWPE/GNS冲击性能和拉伸性能下降;相反,MWCNT在UHMWPE基体中分散性较好,UHMWPE/MWCNT冲击性能提高30.1%,拉伸性能提高23.5%。其次,在实现UHMWPE抗静电的基础上,为进一步提高UHMWPE复合材料的力学性能,我们对MWCNT进行表面改性。一方面,减弱了 MWCNT彼此间的... 

【文章来源】：华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 UHMWPE概述
        1.1.1 UHMWPE发展简史
        1.1.2 UHMWPE性能与应用
    1.2 UHMWPE抗静电改性
        1.2.1 聚合物导电复合材料
        1.2.2 导电填料
        1.2.3 UHMWPE抗静电改性研究进展
    1.3 UHMWPE流变研究进展
        1.3.1 聚合物材料的粘弹性质
        1.3.2 填充聚合物体系的流变行为
    1.4 本文主要研究内容
        1.4.1 课题研究背景
        1.4.2 主要研究内容
        1.4.3 本文创新点
第2章 抗静电UHMWPE/MWCNT复合材料的制备及性能研究
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 复合材料样品制备
        2.2.4 测试与表征
    2.3 导电复合材料渗流理论
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 导电性能分析
        2.4.2 力学性能分析
        2.4.3 断面形貌分析
        2.4.4 MWCNT对UHMWPE复合材料力学性能影响分析
    2.5 本章小结
第3章 硬脂胺化MWCNT对UHMWPE复合材料性能影响
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 实验方法
        3.2.4 测试与表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 MWCNTs表面结构表征
        3.3.2 MWCNTs改性前后分散性对比
        3.3.3 复合材料导电性能
        3.3.4 复合材料力学性能
        3.3.5 复合材料断面形貌分析
    3.4 本章小结
第4章 UHMWPE及其填充复合材料流变行为研究
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原料
        4.2.2 实验仪器
        4.2.3 实验方法
    4.3 聚合物动态流变学理论
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 线性粘弹范围
        4.4.2 分子量对UHMWPE粘弹行为的影响
        4.4.3 温度对UHMWPE粘弹行为的影响
        4.4.4 填料对UHMWPE的粘弹行为的影响
        4.4.5 填料表面改性对UHMWPE粘弹行为的影响
    4.5 本章小结
第5章 全文总结
参考文献
致谢
已发表和待发表期刊论文及申请的专利


【参考文献】：
期刊论文
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[5]Ag包覆ACR微球的制备及性能[J]. 胡圣飞,张冲,赵敏,李慧.  粉末冶金材料科学与工程. 2011(02)
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博士论文
[1]聚乙烯基复合材料的导电机理及电热性能研究[D]. 张荣.大连理工大学 2014
[2]超高分子量聚乙烯的流变行为及其在材料加工中的应用[D]. 王小俊.华南理工大学 2010

硕士论文
[1]超高分子量聚乙烯结晶行为及其结构性能关系的研究[D]. 俞欣.华东理工大学 2016
[2]抗静电超高分子量聚乙烯管材生产技术开发研究[D]. 万莉.四川大学 2005



本文编号：2964697