超高分子量聚乙烯/纳米纤维素复合材料结构与性能的研究

发布时间：2022-08-07 18:25

　　超高分子量聚乙烯（UHMWPE）是一种综合性能优异的热塑性工程塑料,其制品广泛应用于各个领域。然而,UHMWPE也存在加工性能差、表面硬度低、热变形温度低、耐磨粒磨损性能差等不足,这些不足限制了UHMWPE的应用。纤维素是自然界最为丰富的高分子材料之一,纳米纤维素（CNC）来源于天然纤维素,具有比表面积大、结晶度高、强度高、可降解可再生等特性,因而在高性能环保复合材料的应用中具有极大的潜力。本论文在采用聚乙二醇（PEG）和高密度聚乙烯（HDPE）改善UHMWPE加工性能的基础上,利用酸水解法、溶胶-凝胶法以及超声-湿法共混技术制备了纳米纤维素及其有机-无机杂化体,通过纳米填料对UHMWPE进行改性,系统地研究了纳米复合材料的加工性能、力学性能、热性能以及摩擦学性能。首先研究了PEG对UHMWPE性能的影响,结果表明,PEG能在UHMWPE基体中起到解缠和润滑的作用,随着PEG用量的增大,材料加工性能改善的同时力学性能受损。在此基础上,采用HDPE改性UHMWPE/PEG,结果表明,由于HDPE本身良好的加工性以及与UHMWPE的相容性,随着HDPE用量的增大,材料的加工性能得到改善,但... 

【文章页数】：109 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 超高分子量聚乙烯简介
        1.2.1 超高分子量聚乙烯的结构与性能
        1.2.2 超高分子量聚乙烯的应用
        1.2.3 超高分子量聚乙烯的缺点
        1.2.4 超高分子量聚乙烯改性的研究进展
    1.3 聚合物基纳米复合材料简介
    1.4 纳米纤维素简介
        1.4.1 纳米纤维素的结构与性质
        1.4.2 纳米纤维素的制备
        1.4.3 纳米纤维素的改性研究进展
        1.4.4 纳米纤维素增强复合材料方面的应用
    1.5 本论文的研究目的意义、研究内容及创新点
        1.5.1 本论文研究的目的与意义
        1.5.2 本论文的主要研究内容
        1.5.3 本论文的创新点
第二章 超高分子量聚乙烯加工性能改性研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料
        2.2.2 仪器与设备
        2.2.3 样品制备
        2.2.4 测试与表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 PEG对UHMWPE流变性能的影响
        2.3.2 PEG对UHMWPE力学性能的影响
        2.3.3 HDPE对UHMWPE/PEG流变性能的影响
        2.3.4 HDPE对UHMWPE/PEG力学性能的影响
        2.3.5 HDPE对UHMWPE/PEG摩擦学性能的影响
    2.4 本章小结
第三章 CNC-SiO_2杂化体改性UHMWPE/PEG复合材料的研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料
        3.2.2 仪器与设备
        3.2.3 样品制备
        3.2.4 测试与表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 CNC及CNC-SiO_2杂化体的基本结构与性质
        3.3.2 CNC-SiO_2杂化体对UHMWPE/PEG复合材料加工性能的影响
        3.3.3 CNC-SiO_2杂化体对UHMWPE/PEG复合材料力学性能的影响
        3.3.4 CNC-SiO_2杂化体对UHMWPE/PEG复合材料热性能的影响
        3.3.5 CNC-SiO_2杂化体对UHMWPE/PEG复合材料摩擦学性能的影响
        3.3.6 CNC-SiO_2杂化体对UHMWPE/PEG复合材料微观形貌的影响
    3.4 本章小结
第四章 CNC-MMT杂化体改性UHMWPE/HDPE/PEG复合材料的研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原料
        4.2.2 仪器与设备
        4.2.3 样品制备
        4.2.4 测试与表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 CNC与MMT及OMMT的杂化效果研究
        4.3.2 CNC-MMT杂化体对UHMWPE/HDPE/PEG复合材料加工性能的影响
        4.3.3 CNC-MMT杂化体对UHMWPE/HDPE/PEG复合材料力学性能的影响
        4.3.4 CNC-MMT杂化体对UHMWPE/HDPE/PEG复合材料热性能的影响
        4.3.5 CNC-MMT杂化体对UHMWPE/HDPE/PEG复合材料摩擦学性能的影响
        4.3.6 CNC-MMT对UHMWPE/HDPE/PEG复合材料微观形貌的影响
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
致谢
附件


【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3670821