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基本信息

項(xiàng)目名稱：
DTBP交聯(lián)UHMWPE磨粒磨損性能研究
小類：
能源化工
簡介：
本文采用二叔丁基過氧化物（DTBP）作為交聯(lián)劑，對UHMWPE進(jìn)行化學(xué)改性，通過改變DTBP的含量、交聯(lián)反應(yīng)時(shí)間、交聯(lián)反應(yīng)溫度來制備試樣，并通過性能測試、分析獲得最佳的成型工藝條件。
詳細(xì)介紹：
超高分子量聚乙烯（UHMWPE）是一種線型結(jié)構(gòu)的、具有優(yōu)異綜合性能的熱塑性工程塑料，其耐沖擊性、耐化學(xué)藥品性、耐低溫性、耐應(yīng)力開裂性、抗粘附能力以及優(yōu)良的電絕緣性、安全衛(wèi)生及自潤滑性等性能俱佳，但與其它工程塑料相比，具有表面硬度低、熱變形溫度低、彎曲強(qiáng)度和耐蠕變性較差、抗磨粒磨損能力差等缺點(diǎn)，利用二叔丁基過氧化物（DTBP）可以實(shí)現(xiàn)對超高分子量聚乙烯進(jìn)行化學(xué)改性，進(jìn)而來提高其磨粒磨損性能。通過改變DTBP含量、交聯(lián)反應(yīng)時(shí)間和交聯(lián)反應(yīng)溫度來制備試樣，并對其磨粒磨損率、凝膠率和力學(xué)性能進(jìn)行分析，以獲得最佳的成型工藝條件，擴(kuò)大超高分子量聚乙烯的使用范圍。

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

本文采用二叔丁基過氧化物（DTBP）作為交聯(lián)劑，對UHMWPE進(jìn)行化學(xué)改性，通過改變DTBP的含量、交聯(lián)反應(yīng)時(shí)間、交聯(lián)反應(yīng)溫度來制備試樣，并通過性能測試、分析獲得最佳的成型工藝條件。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

超高分子量聚乙烯（UHMWPE）是一種線型結(jié)構(gòu)的、具有優(yōu)異綜合性能的熱塑性工程塑料，具有表面硬度低、熱變形溫度低、彎曲強(qiáng)度和耐蠕變性較差、抗磨粒磨損能力差等缺點(diǎn)，利用二叔丁基過氧化物（DTBP）可以實(shí)現(xiàn)對超高分子量聚乙烯進(jìn)行化學(xué)改性，進(jìn)而來提高其磨粒磨損性能，以獲得最佳的成型工藝條件，能夠擴(kuò)大超高分子量聚乙烯的使用范圍。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

可以實(shí)現(xiàn)對超高分子量聚乙烯進(jìn)行化學(xué)改性，進(jìn)而來提高其磨粒磨損性能，以獲得最佳的成型工藝條件，擴(kuò)大超高分子量聚乙烯的使用范圍。

學(xué)術(shù)論文摘要

本文采用二叔丁基過氧化物（DTBP）作為交聯(lián)劑，對UHMWPE進(jìn)行化學(xué)改性，通過改變DTBP的含量、交聯(lián)反應(yīng)時(shí)間、交聯(lián)反應(yīng)溫度來制備試樣，并通過性能測試、分析獲得最佳的成型工藝條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在DTBP交聯(lián)改性成型工藝中，DTBP與UHMWPE質(zhì)量比為0.4%、交聯(lián)反應(yīng)時(shí)間為10分鐘、交聯(lián)反應(yīng)溫度為150℃時(shí)，制品的磨粒磨損率最低，磨粒磨損性能最好。與未交聯(lián)試樣相比，磨粒磨損性能提高了2.86倍，并且硬度、拉伸性能有小幅度上升。

獲獎(jiǎng)情況

無

鑒定結(jié)果

無

參考文獻(xiàn)

[1]向東,崔小明.超高分子量聚乙烯改性研究進(jìn)展[J].工程塑料應(yīng)用,2005,33(11):74-77 [2]周曉謙.超高分子量聚乙烯改性研究現(xiàn)狀[J].齊魯石油化工,2004,32(4):289-293 [3] 葉素娟,黃承亞,禹權(quán).超高分子量聚乙烯的成型工藝及改性研究進(jìn)展[J].合成材料與應(yīng)用,2006,35(2):43-49

同類課題研究水平概述

超高分子量聚乙烯可以代替碳鋼、不銹鋼、青銅等材料，在紡織、采礦、化工、包裝、機(jī)械、建筑、電氣、醫(yī)療、體育等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。 超高分子量聚乙烯雖然具有很多優(yōu)良的特性得到了廣泛的應(yīng)用，但也有許多不足，因此對其進(jìn)行化學(xué)改性。 直到目前為止世界上成功地用于超高分子量聚乙烯化學(xué)交聯(lián)的工業(yè)方法有三種：輻射交聯(lián)、過氧化物交聯(lián)和偶聯(lián)劑交聯(lián)。輻射交聯(lián)可改善UHMWPE的蠕變性、浸油性和硬度等。M.Dole于1948年首先發(fā)現(xiàn)了輻射交聯(lián)，他當(dāng)時(shí)在進(jìn)行重水反應(yīng)堆實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)用輻射能將聚乙烯交聯(lián)。隨后E.J.Lawton等通過電子加速器使聚乙烯發(fā)生交聯(lián)。 過氧化物交聯(lián)是在UHMWPE中加入適量的過氧化物作為交聯(lián)劑，在熔融過程中分子鏈發(fā)生交聯(lián)。國外曾報(bào)道用二甲基雙過氧化叔丁基乙炔作為UHMWPE的交聯(lián)劑，進(jìn)行化學(xué)改性。清華大學(xué)采用過氧化二異丙苯(DCP)作為UHMWPE的改性劑。 UHMWPE本身是線性結(jié)構(gòu)的高聚物，許多學(xué)者對UHMWPE進(jìn)行了輻射交聯(lián)改性研究。Ohta等在真空室溫條件下，對30mm厚的UHMWPE板材進(jìn)2.0Mrad劑量的γ－射線輻照，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：輕度交聯(lián)的UHMWPE的物理和機(jī)械性能均明顯提高，其耐磨性增加且摩擦系數(shù)小于未交聯(lián)的試樣。Xie等進(jìn)行了UHMWPE／石英砂的共混物在有機(jī)硅的存在下的接枝反應(yīng)研究，Shi等介紹了用氮離子等離子注入技術(shù)（ PIII）對UHMWPE材料表面進(jìn)行改性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明： PIII 是一種非常有前途的表面工程改性技術(shù)，可以提高UHMWPE材料表面的機(jī)械性能，如表面硬度和彈性模量。Suh等介紹了一種用各向同性的UHMWPE纖維加入到UHMWPE基材進(jìn)行增強(qiáng)增韌的方法。 經(jīng)過人們對UHMWPE改性技術(shù)的不斷研究，UHMWPE的綜合性能日益提高，應(yīng)用前景更加廣泛。研究人員在針對其不足之處進(jìn)行改性的過程中，必將推出更加完善的工藝和配方，隨著時(shí)間的推移和更多新產(chǎn)品的開發(fā)和研制，相信這種新材料將越來越顯示其旺盛的生命力。
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