等离子体处理后UHMWPE纤维与LDPE复合材料的性能.pdf
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1、第2 8 卷第9 期 2 咖年9 月 纺织学报 J o 啪d0 f1 h t i l eR e s e a r c h V o J 2 8N o9 s e D2 0 0 7 文章编号:0 2 5 3 9 7 2 1 ( 2 0 0 7 ) 0 9 0 0 5 7 0 4 等离子体处理后U I m W P E 纤维 与L D P E 复合材料的性能 姜生 ( 南通纺织职业技术学院纺染系,江苏南通2 2 6 0 0 7 ) 摘要为了改善超高分子量聚乙烯纤维的界面性能,对其进行介质阻挡放电氲等离子体处理以进行表面改性。 将等离子处理前后的超高分子量聚乙烯纤维分别与低密度聚乙烯基体制成相同体积比的复合
2、材料对试样进行 纵、横向拉伸性能的测试探讨经等离子体处理前后复合材料的界面性能。测试结果表明:经氩等离子体处理后纤 维的黏舍性能得到了较为显著的提高。 美键词超高分子量聚乙烯纤维;等离子体处理;表面改性;复台材料;界面性能 中囤分类号:呻3 2 7 1 1 ;T 0 3 1 66 7文献标识码:A P 叩r t i e so fp l a s m at r e a t e dU H M W P E ,L D P Ec o m p o s i t e s J I A N GS h e n g ( 毋邮mo ,7 胁如砌咖啦,讹咖昭池口咖槲m 聊妇yc 。f 垤e ,咖昭五。咿2 2 6 0 0
3、7 ,帆砒) A b s t r a c II no r d e r t oi m p r o v eu l t m h i g hm o l 咖l a rw e i g h p o l y e t h y l e n e ( u H M w P E ) 胁e r si I l t e 南c i a l p r o p e 击e s ,s u r f a c em o d m c a t i o no fU H M W P Ef i b e 瑁w 鹊d o n eb ya r g o np l a s n l am e t l l o do fd i e l e c t r i cb a r
4、r i e r d i s c h a r g e ,T h ew 唧一w i s e 粕d6 l l i n g - 诵s et e n s d ep r o p e r t i e s0 ft l l et r e a t e da n du n t r e a t e dU H M W P E ,【D P Ew e r e c o 呷a m dw i t ht 1 1 0 s e 0 fL D P Ec o m p o s i t e0 f8 a m ev o l u m ef m c t i o nr e s p e c t i v e l y I tw a 8f “n dt l l
5、a ta d h e s i v e p 。叩e 啊“t m a t e dU H M W P Em 町w 聃e n h a c e ds i g n i 矗c 锄t l y ,a n di t si n t e 出c ep m p e n yw 聃s t l J d i e d K e yw o r d su h m h i g l lr 1 e c I l l a rw e i 曲tp 0 1 ”山y l e n e6 b e r ; p l 船m at f e a t m e n t ; s u d h c en l o d i 6 c a t i o n ; c o m p i t e
6、 ;i n t e r f 且c i a lP m p e n y 超高分子量聚乙烯( u H M w P E ) 纤维具有非极性 的亚甲基线性长链结构,具有其他纤维所无法比拟 的抗冲击性、耐化学腐蚀性,与生物相容性好,不吸 水,耐低温性和电绝缘性优良。由凝胶法结合超倍 拉伸技术而得的u H M w P E 纤维,形成了高度结晶、 高度取向,从而赋予其高强、高模、高耐磨性能等优 点。又由于u H M w P E 纤维的密度特别小( 仅为 O 9 7 c m 3 ) ,所以纤维比强度、比模量特别大,这在 复合材料的应用领域是相当重要的。u H M w P E 纤 维熔点低( 1 4 5 左右)
7、,其加工温度一般在1 3 5 以 下。纤维材料及复合材料加工时对温度的敏感性大; 纤维表面没有任何活性点,且经高倍拉伸作用纤维 表面相当光滑,故纤维难与树脂形成化学结合;另 外,高度取向、高度结晶进一步加剧了纤维的各向异 性,使得由纤维横向形成的复合材料在较小的负荷 作用下就会产生失效。如何提高纤维与各种树脂的 界面黏合性能就成了u H M w P E 纤维复合材料生产 过程中关注的主要问题。 本文在文献 2 3 的基础上对经等离子体处理 前后的u H M w P E 纤维与L D P E 复合材料的性能进 行研究,从而分析低温常压氩等离子体处理对 u H M w P E 纤维界面性能的改善情
8、况。 1 试验 1 1 原料与仪器 超高分子量聚乙烯纤维,纤维规格 1 8 6 7t e x ,2 0 0 f ,密度O 9 7g ,c 矗,熔体流动温度 收稿日期:2 0 0 6 一1 0 0 8修回日期:2 0 0 6 一1 2 2 8 基金项目:江苏省指导性自然科学基金项目( J 2 0 0 5 2 ) 作者筒介:姜生( 1 9 7 l ) ,男讲师,博士生。主要研究方向为纺织新原料和复合材料。E m 止I :j i 8 n g s h e n 萨4 3 7 1 2 6c o m 。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.
9、PDFWatermarkR to remove the watermark 纺织学报第2 8 卷 1 4 9 ,浙江宁波大成新材料股份有限公司生产;经 常压低温氩等离子体最优工艺处理的超高分子量聚 乙烯纤维;L D P E 薄膜,厚度O 0 5m m ,密度 O9 2g ,c m j ,熔体流动温度1 0 5 ;平板硫化机压力 0 5M P a ,可模压的最大尺寸5 0 0m m 5 0 0m m ,电 加压方式,由上海大中华橡胶机械公司生产;强力测 试装置为s a n s 电子多功能试验机c M T 5 2 0 4 ,甘肃三 水三思有限公司生产,最大拉伸力2 0k N ,精度等级 0 5 级
10、;K h 一1 0 0 0 型三维视频显微镜,美国科枧达公 司生产。 1 2 样品制备 首先在不锈钢芯板的两面贴上聚四氟乙烯防黏 布,以防止在热压过程中基体与芯板发生黏合,保证 样品成形良好;其次在两面的聚四氟乙烯防黏布上 覆盖若干层聚乙烯薄膜,然后在芯板上用手工方法 缠绕纤维,在缠绕过程中纤维要保持较大的张力,以 使纤维紧贴于芯板上,防止纤维在热压中产生过分 的收缩,同时也可防止纤维在热压过程中由于基体 的流动而发牛原有位置的变动,造成复合材料某些 区域的纤维体积比火,某些区域的纤维体积比小的 情况,同时纤维张力要力求均匀,以保证复合材料在 单一方向上性能均匀;纤维缠绕后再在其上覆上一 定数
11、量的薄膜,最后在薄膜外再覆上聚四氟乙烯防 黏布,用2 块压板压住,如图1 所示。然后按各自的 工艺要求“。1 ( 见表1 ) 与聚乙烯薄膜在平板硫化机 l 完成模压成型,取出冷却后从中间割开,再在两纤 维面中加入L D P E 至规定的体积比,再模压形成复 合材料。 圉1 半成品制备示意图 F i g 1S c h e m a t i ed i 8 9 r a mo fh a l 6 n i s h e dp 。州u c tp r e p a m t i o n 表lU H M w P E ,L D P E 模压成型工艺 T a b 1 M 呷l d i | gp r o c e s so f
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