其他超高分子量聚乙烯
用TLCP改性UHMW聚乙烯,不仅能改善加工过程中的流动性,还能保持较高的拉伸强度和冲击强度,并大大提高耐磨性。聚合物合成中的聚合填充过程是一种新型的聚合方法,是对填料进行处理,使其颗粒表面形成活性中心。在聚合过程中,乙烯、丙烯等烯烃单体在填料颗粒表面聚合,形成紧密包裹颗粒的树脂,最终得到具有独特性能的复合材料。它除了具有共混复合材料的特性外,还具有自身的特点:首先,不需要熔融聚乙烯树脂,可以保持填料的形状,制备粉末状或纤维状的复合材料;其次,复合材料不受填料/树脂组成比的限制,填料含量一般可以随意设定;此外,所获得的复合材料是均匀的组合物,其不受填料的比重和形状的限制。
与热熔* * *混合材料相比,聚合填充工艺制备的UHMW-聚乙烯复合材料中的填料粒子分散性好,粒子与聚合物基体的界面也更好。这使得复合材料的拉伸强度和冲击强度与UHMW-PE相差不大,但远好于* * *混合材料,尤其是在高填充的情况下。该复合材料的硬度和弯曲强度,特别是弯曲模量远高于纯UHMW-PE,特别适用于轴承、轴座等受力部件。此外,复合材料的热力学性能得到了改善:维卡软化温度提高了近30℃,热变形温度提高了近20℃,线膨胀系数降低了20%以上。因此,这种材料可用于高温场合,适用于制造轴承、衬套、齿轮等精度要求高的机械零件。
聚合物填充技术还可以通过在聚合体系中引入氢气或其他链转移剂来控制超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)的分子量,使树脂易于加工。
美国专利使用具有酸中性表面的填料,例如水合氧化铝、二氧化硅、水不溶性硅酸盐、碳酸钙、碱式碳酸铝钠、羟基硅灰石和磷酸钙,来制造高模量均相聚合填充的超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)复合材料。另一项专利指出,在60℃、65438±0.3 MPa和催化剂存在的条件下,在庚烷中干燥的氧化铝表面上聚合超高分子量聚乙烯(UHMW-PE),可以获得具有高模量的均匀复合材料。齐鲁石化公司研究院分别以硅藻土和高岭土为填料合成了超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)复合材料。超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)不仅可以与塑料共混以改善其加工性能,还可以获得其他性能。其中,PP/ UHMW-PE合金最为突出。
通常聚合物的增韧是在树脂中引入柔性链段形成复合材料(如橡塑混合物),其增韧机理为“多重镀银机理”。在PP/ UHMW-PE体系中,UHMW-PE对PP有明显的增韧作用,这不能用“多重裂纹”理论来解释。1993在国内首次报道了超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)成功增韧聚丙烯。当UHMW-聚乙烯含量为15%时,* *混合物的缺口冲击强度比纯PP提高了2倍多..还报道了当UHMW-PE的含量为25%时,与含有乙烯链段的* * *聚丙烯混合的UHMW-PE的冲击强度增加了一倍以上。对上述现象的解释是“网络增韧机制”。
PP/ UHMW-PE * * *混合体系的亚微观相是双连续的,UHMW-PE分子和长链PP分子* * *形成* *混合网络,其余PP形成PP网络,交织成“线性互穿网络”。其中* * *混合网络在材料中起骨架作用,为材料提供机械强度。当受到外力冲击时,会发生很大的变形来吸收外力能量,起到增韧作用。网络越完整、越密集,增韧效果越好。
为了保证“线性互穿网络”结构的形成,超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)必须以准分子水平分散在PP基体中,这对* * *混合方式提出了更高的要求。北京化工大学的研究发现,用四螺杆挤出机可以将UHMW-PE均匀分散在PP基体中,但双螺杆挤出机的混合效果不好。
EPDM可以增容PP/ UHMW-PE合金。由于EPDM具有与PP和UHMW-PE相同的两个主要环节,与两种材料都有很好的亲和性,混合时容易分散在两相界面上。EPDM对复合晶体有插入、分割和细化作用,有利于提高材料的韧性,大大提高缺口冲击强度。
此外,超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)也可以与橡胶形成合金,以获得比纯橡胶更好的机械性能,如摩擦阻力、拉伸强度和断裂伸长率。其中,在混炼过程中,橡胶在高于UHMW-聚乙烯软化点的温度下硫化。超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)可与各种橡胶(或橡塑合金)硫化复合制成改性PE片材,这些片材可进一步与金属片材复合制成复合材料。此外,还可以在塑料表面复合超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)来提高抗冲击性能。