UHMWPE_PA6共混物的制備與應(yīng)用研究

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1、學(xué)號(hào)：12101109常州大學(xué)碩士學(xué)位論文UHMWPE/PA6共混物的制備與應(yīng)用研究研究生董淑強(qiáng)指導(dǎo)教師劉春林教授級(jí)高工學(xué)科、專業(yè)名稱高分子化學(xué)與物理研究方向高聚物的功能化及高性能化2015年5月StudyonthepreparationandapplicationofUHMWPE/PA6blendsADissertationSubmittedtoChangzhouUniversityByDongShu-QiangPolymerChemistryandPhysicsDissertationSupervisor:Prof.LiuChun-LinMay，2015常州

2、大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在論文中以明確方式標(biāo)明。本人已完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。作者簽名：簽字日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)的說明本學(xué)位論文作者完全了解常州大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)單位屬常州大學(xué)。學(xué)校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。學(xué)?？梢怨紝W(xué)位

3、論文的全部或部分內(nèi)容，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編本學(xué)位論文。保密論文注釋：本學(xué)位論文屬于保密范圍，在年解密后適用本授權(quán)書。非保密論文注釋：本學(xué)位論文不屬于保密范圍，適用本授權(quán)書。學(xué)位論文作者簽名：簽字日期：年月日導(dǎo)師簽名：簽字日期：年月中文摘要本課題采用轉(zhuǎn)矩流變儀熔融共混制備了超高分子量聚乙烯（UHMWPE）/尼龍6（PA6）共混物。通過傅立葉紅外光譜（FTIR）分析、力學(xué)性能測試、熔體流動(dòng)速率測試（MFR）、差示掃描量熱分析（DSC）、動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析（DMA）、摩擦磨損測定、掃描電子顯微鏡（SEM）等方法研究了共混物的力學(xué)性能、相容性、熔體流

4、動(dòng)速率、摩擦磨損性能、微觀結(jié)構(gòu)形態(tài)以及流變行為等。通過干法、濕法制備了UHMWPE/碳化硅（SiC）復(fù)合材料，采用熱重分析（TGA）、SEM、摩擦磨損測定等表征手段，研究了兩種方法制備的復(fù)合材料中SiC粒子在UHMWPE基體中的分散情況，以及兩種制備方法對復(fù)合材料的摩擦磨損、力學(xué)性能、微觀形態(tài)等影響。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下：1.通過固相接枝法制備了UHMWPE-g-MAH，結(jié)果表明當(dāng)二甲苯、BPO及MAH的質(zhì)量分別為UHMWPE質(zhì)量的10%，1.2%，3%，反應(yīng)溫度為100℃，反應(yīng)時(shí)間為4h時(shí)，UHMWPE-g-MAH的接枝率達(dá)到相對最大值，可達(dá)1.53%。UH

5、MWPE接枝MAH后，晶型未發(fā)生變化，UHMWPE的熔點(diǎn)及熔融焓隨接枝率的增大而降低，力學(xué)性能也隨之下降，而結(jié)晶溫度隨接枝率的增大而升高。2.通過熔融共混法制備了UHMWPE/PA6共混物，UHMWPE與PA6兩相的相容性差，相界面清晰，PA6的加入，降低了共混物的力學(xué)性能，但提高了其流動(dòng)性能，共混物的復(fù)數(shù)粘度降低。隨著PA6用量的增加，共混物的耐磨性能變差，共混物的摩擦系數(shù)以及磨損率也隨之增大。PA6對UHMWPE熔融結(jié)晶行為影響不大，隨著PA6用量的增加，共混物中PA6組分的結(jié)晶溫度升高，結(jié)晶度增大，抗氧劑的加入提高了共混物的抗氧化降解性能。3.比較三種相容

6、劑對UHMWPE/PA6共混物力學(xué)性能的影響，當(dāng)HDPE-g-MAH用量為10%時(shí)，共混物的拉伸強(qiáng)度提高了25%。相比于其他兩種相容劑，HDPE-g-MAH對共混物的熔體流動(dòng)速率影響最大，降低了共混物的熔體流動(dòng)速率，提高了UHMWPE與PA6分子間的相互作用；共混物的摩擦系數(shù)隨HDPE-g-MAH用量增加而降低，當(dāng)HDPE-g-MAH的用量為20%時(shí)，共混物的磨損率最低，其磨損率只有未添加IHDPE-g-MAH共混物的30%。隨著HDPE-g-MAH用量的增加，共混物中UHMWPE組分的熔點(diǎn)略有降低，結(jié)晶溫度基本不變，共混物中PA6組分的熔點(diǎn)與結(jié)晶溫度均呈下降的

7、趨勢，結(jié)晶度下降之后趨于穩(wěn)定。同一條件下，隨著HDPE-g-MAH用量的增加，共混物的儲(chǔ)能模量增大，UHMWPE與PA6兩相的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度彼此靠近，提高了共混物的相容性。4.UHMWPE/SiC復(fù)合材料與純UHMWPE相比，穩(wěn)態(tài)摩擦系數(shù)、磨損率均降低，改善了UHMWPE的耐磨性能。濕法制備的UHMWPE/SiC復(fù)合材料的力學(xué)性能優(yōu)于干法，同時(shí)降低了UHMWPE/SiC復(fù)合材料的線膨脹系數(shù)。濕法制備的復(fù)合材料，SiC粒子在UHMWPE基體中分散均勻，團(tuán)聚現(xiàn)象得到較好的改善。濕法制備的UHMWPE/SiC復(fù)合材料的穩(wěn)態(tài)摩擦系數(shù)與磨損率均最低，由磨痕表面的SEM圖像

8、也可以看出濕法制備的復(fù)合