




版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
1、超分子量聚乙烯生產(chǎn)工藝及加 工成型學(xué)院(系)化工與環(huán)境學(xué)院專業(yè):化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)日期:2015-11摘要本文探討了超分子量聚乙烯的一些特點(diǎn)以及制備方法。 關(guān)鍵詞 聚乙烯,超分子量,制備目錄摘要第1章緒論1.1. 研究背景1.2. 超高分子量聚乙烯簡介1.3. 超高分子量聚乙烯特點(diǎn)第2章超高分子聚乙烯的制備 2.1.制備方法第3章結(jié)論參考文獻(xiàn)第1章緒論1.1. 研究背景超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)塑料合金具有優(yōu)異的物理和機(jī)械 性能,能替代金屬在離心泵和軸承等機(jī)械領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用。超高分子量聚乙烯的分子量對(duì)其物理機(jī)械性能有著很大影響。超高分子量聚乙烯(UHMWPE) 是一種性能卓越
2、的工程塑料,同眾多的聚合材料相比,具有其它工程塑料所 無法比擬的耐沖擊性、耐磨損性、耐化學(xué)藥品性、耐低溫性、耐應(yīng)力開裂性、 抗粘附能力,優(yōu)良的電絕緣性、自潤滑性及安全衛(wèi)生等性能,可以代替碳鋼、 不銹鋼、青銅等材料廣泛地應(yīng)用于體育、紡織、采礦、化工、包裝、建筑、 機(jī)械、電氣、醫(yī)療等領(lǐng)域。超高分子量聚乙烯性能卓越、加工困難,是一種正在迅速崛起的工程性熱塑性塑料。由于加工困難,國內(nèi)外超高分子量聚乙烯的應(yīng)用多集中在壓制產(chǎn)品上,但是材料學(xué)家們從來沒有停止過對(duì)超高分子 量聚乙烯擠出制品的探討。超高分子量聚乙烯的卓越性能源自于它具有極高 的分子量,因此對(duì)超高分子量聚乙烯改性成功與否的判定在很大程度上取決 于
3、其制品的分子量保留的程度和在低溫下的沖擊韌性。1.2. 超高分子量聚乙烯簡介超高分子量聚乙烯纖維有著高取向度,高結(jié)晶度,強(qiáng)力、模量高,抗沖擊, 耐腐蝕,耐光照,耐撓曲,耐磨損等優(yōu)點(diǎn)。它的密度比水小,介電性能好。超高 分子量聚乙烯纖維的缺點(diǎn)是使用溫度不高,耐氧化性能差,抗蠕變性能差,表 面加工困難。正是超高分子量聚乙烯纖維自身所具有的這些特點(diǎn) ,它在抗沖 擊防護(hù),低溫,耐壓,海洋工程,漁業(yè)等領(lǐng)域有著廣泛地使用。1.3. 超高分子量聚乙烯特點(diǎn)1、極高的耐磨特性 超高管的分子量高達(dá)200萬以上,磨耗指數(shù)最小, 使它具有極高的抗滑動(dòng)摩擦能力。耐磨性高于一般的合金鋼6.6倍,不銹鋼 的27.3倍。是酚醛
4、樹脂的17.9倍,尼龍六的6倍,聚乙烯的4倍,大幅度 提高了管道的使用壽命。2、極高的耐沖擊性 在現(xiàn)有的工程塑料中超高分子量管道的沖擊韌性 值最高,許多材料在嚴(yán)重或反復(fù)爆炸的沖擊中會(huì)裂紋、破損、破碎或表面應(yīng) 力疲勞。3、耐腐蝕性UHMW-P四一種飽和分子團(tuán)結(jié)構(gòu),故其化學(xué)穩(wěn)定性極高, 本產(chǎn)品可以耐烈性化學(xué)物質(zhì)的侵蝕,除對(duì)某些強(qiáng)酸在高溫下有輕微腐蝕外, 在其它的堿液、酸液中不受腐蝕??梢栽跐舛刃∮?80%勺濃鹽酸中應(yīng)用,在 濃度小于75%勺硫酸、濃度小于20%勺硝酸中性能相當(dāng)穩(wěn)定。4、良好的自潤滑性 由于超高分子量聚乙烯管內(nèi)含蠟狀物質(zhì),且自身 潤滑很好。摩擦系數(shù)(196N 2小時(shí))僅為0.219M
5、N/m (GB3960。自身滑動(dòng) 性能優(yōu)于用油潤滑的鋼或黃銅。特別是在環(huán)境惡劣、粉塵、泥沙多的地方, 產(chǎn)品的自身干潤滑性能更充分的顯示出來。 不但能運(yùn)動(dòng)自如,且保護(hù)相關(guān)工 件不磨損或拉傷。5、獨(dú)特的耐低溫性 超高分子量聚乙烯管道耐低溫性能優(yōu)異,其耐沖 擊性、耐磨性在零下269攝氏度時(shí)基本不變。是目前唯一可在接近絕對(duì)零度 的溫度下工作的一種工程塑料。同時(shí),超高分子量聚乙烯管道的適溫性寬, 可長期在-269 C到80 c的溫度下工作。6、不易結(jié)垢性 超高分子量聚乙烯管由于摩擦系數(shù)小和無極性,因此 具有很好的表面非附著性,管道光潔度高?,F(xiàn)有的材料一般在PH值為9以上 的介質(zhì)中均結(jié)垢,超高分子量聚乙烯
6、管則不結(jié)垢,這一特性對(duì)火電站用于排 粉煤灰系統(tǒng)有重大意義。在原油、泥漿等輸送管道方面也非常適用。7、壽命長超高分子量聚乙烯分子鏈中不飽和基因少,抗疲勞強(qiáng)度大于 50萬次,耐環(huán)境應(yīng)力開裂性最優(yōu), 抗環(huán)境應(yīng)力開裂4000h ,是PE100的2 倍以上,埋地使用50年左右,仍可保持70%Z上的機(jī)械性能。8、安裝簡便超高分子量聚乙烯(UHMW-PE管道單位管長比重僅 為鋼管重量的八分之一,使裝卸、運(yùn)輸、安裝更為方便,且能減輕工人的勞 動(dòng)強(qiáng)度,UHMW-PE道抗老化性極強(qiáng),50年不易老化。不論地上架設(shè),還是 地下埋設(shè)均可。安裝時(shí)無論是焊接或者是法蘭連接均可, 安全可靠、快捷方 便、無需防腐、省工省力,充
7、分體現(xiàn)出使用超高分子量聚乙烯管道“節(jié)能、 環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、高效”的優(yōu)越性。9、其他特性 超高分子量聚乙烯管還有吸能、吸噪音、抗靜電、對(duì)電 子具有屏蔽能力、不吸水、比重輕、容易機(jī)械加工、可著色等突出特性。第2章 超高分子聚乙烯的制備2.1. 制備方法1 .采用加工助劑與超聲輻照相結(jié)合的方法,實(shí)現(xiàn)了 UHMWPE一般單螺 桿擠出機(jī)上的連續(xù)擠出成型。加入一定量的聚丙烯(PP),能有效改善單螺桿 擠出機(jī)對(duì)UHMWPE加工性能,擠出過程中的超聲輻照則有效地降低了熔體 粘度和擠出壓力,顯著提高了擠出效率。在適當(dāng)?shù)募庸ぶ鷦┖亢统曒椪?強(qiáng)度下,UHMWP的力學(xué)強(qiáng)度、耐熱性能及摩擦磨損性能得到提高。2.研究了
8、UHMWPE擠出過程中物料輸送及熔融塑化機(jī)理。FT-IR、DSC WAXD口AFM析表明,在單螺桿擠出機(jī)擠出 UHMWPE/PP混物時(shí),與料筒壁接觸的 物料表層主要是PP,從而增大了物料一料筒壁間的摩擦系數(shù),實(shí)現(xiàn)了單螺 桿擠出機(jī)內(nèi)物料的順利輸送。在熔融塑化過程中,PP首先熔融并在料筒壁形成熔膜,熔膜流入主動(dòng)螺腹形成熔體池,對(duì)被動(dòng)螺腹中的UHMWPE體床產(chǎn)生大的推壓力,使UHMWF®體床得以壓實(shí),解決了通常用一般單螺桿擠 出機(jī)擠出UHMWPE的打滑、料塞和不能壓實(shí)的問題。在以聚乙烯 (PE)改進(jìn) UHMWPE工流動(dòng)性的情況下,熔融的 PE很快滲入到UHMWPE部,不能有 效地在料筒壁一
9、物料間聚集,也不能形成有效的熔體池,加之UHMWPfE的摩擦系數(shù)和不粘性,在用單螺桿擠出機(jī)擠出 UHMWPE就遇到困難。微觀結(jié) 構(gòu)分析表明,在UHMWPE/噪混物中,PP位于UHMWPE區(qū)間的低晶(非晶) 區(qū)域,破壞了 UHMWPE的鏈纏結(jié)網(wǎng)絡(luò),有效地降低了 UHMWPES結(jié)密度, 流動(dòng)性得以改善。PE不能有效降低UHMWPE鏈纏結(jié)密度,因而PE對(duì)UHMWPE 加工改性效果較差。3 .擠出過程中的超聲輻照顯著降低了 UHMWPE/PP混 物熔體表觀粘 摘要度和擠出口模壓力,提高了擠出產(chǎn)量。隨共混物中 PP 含量的減少,共混物熔體的鏈纏結(jié)密度升高,超聲輻照的降粘降壓效果越明 顯。超聲輻照使共混物
10、中UHMWPE PP的結(jié)晶度下降,晶粒尺寸變小。在適 當(dāng)?shù)某曒椪諒?qiáng)度下,材料的抗沖擊強(qiáng)度、楊氏模量及耐磨性能得到提高。4.以PP為主的加工改性劑能顯著提高 UHMWPE摩擦磨損性能。在同樣的條 件下,UHMWPE摩擦系數(shù)和磨損速率都比 UHMWPE/PP混物高。隨負(fù)荷的 增加和磨損時(shí)間的延長,在 UHMWPE損表面出現(xiàn)大量的裂紋,呈現(xiàn)明顯的 疲勞磨損特征。在較高的滑動(dòng)速度下(400rpm) , UHMWPE生因表面熔融而 導(dǎo)致快速的磨損。而UHMWPE/PP混物在高的負(fù)荷、長的磨損時(shí)間及高的滑 動(dòng)速度下,在磨損表面無明顯的疲勞破壞和熔融現(xiàn)象發(fā)生。通過原子力顯微 鏡(AFM)觀察研究表明,在不
11、同的作用力范圍和滑行速度下,UHMWPE表面層分子與Si3N4探針間的摩擦力均較UHMWPEP共混物高,與宏觀的摩擦 性能相一致。5.采用 SEM FT IR、DSC AFM XPSffi場伙 XD研究了 UHMWPE 和uHMwPE/PP摩擦磨損機(jī)理。與uHMwPE磨時(shí),在鋼環(huán)表面形成了 UHMWPE 轉(zhuǎn)移膜,與UHMWPE/PP磨的鋼環(huán)表面無轉(zhuǎn)移膜,而有很細(xì)的圓柱狀磨屑產(chǎn) 生。長的磨損時(shí)間導(dǎo)致 UHMWPE勞破壞,產(chǎn)生大量的磨屑,而隨磨損時(shí)間 的延長,UHMWPE/PP!面的磨屑并無明顯的增加。由于鋼環(huán)滑動(dòng)對(duì)表面層 分子所產(chǎn)生的剪切、拉伸及退火作用,在UHMWPE/PP磨損表面形成了用晶,
12、 而UHMWPE損表面的晶區(qū)較小,晶區(qū)間的粘接力也較弱。UHMWPE/PP混物在磨損初期所產(chǎn)生的少量圓柱狀磨屑分布于摩擦界面,起到了有效地將滑 動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)化為滾動(dòng)摩擦的作用,因而摩擦系數(shù)和磨損速率顯著降低,耐磨性 能明顯提高。第3章結(jié)論超高分子量聚乙烯(UHMWPE)一種性能卓越的工程塑料,同眾多的聚合 材料相比,具有其它工程塑料所無法比擬的耐沖擊性、耐磨損性、耐化學(xué)藥 品性、耐低溫性、耐應(yīng)力開裂性、抗粘附能力,優(yōu)良的電絕緣性、自潤滑性 及安全衛(wèi)生等性能,可以代替碳鋼、不銹鋼、青銅等材料廣泛地應(yīng)用于體育、 紡織、采礦、化工、包裝、建筑、機(jī)械、電氣、醫(yī)療等領(lǐng)域。參考文獻(xiàn)1劉英,劉萍,陳成泗,嚴(yán)為群
13、,王德禧.超高分子量聚乙烯的特 性及應(yīng)用進(jìn)展J.國外塑料,2005,11:36-40.2李艷芹,朱博超,黃安平,張華強(qiáng),賈軍紀(jì),高杜娟,高琳,韋少 義.超高分子量聚乙烯研究進(jìn)展及應(yīng)用領(lǐng)域J. 廣州化 工,2011,02:19-21.3何振強(qiáng),薛平,何繼敏,賈明印.超高分子量聚乙烯成型加工 技術(shù)最新進(jìn)展J.塑料科技,2011,06:92-99.4趙剛,趙莉,謝雄軍.超高分子量聚乙烯纖維的技術(shù)與市場發(fā)展J.纖維復(fù)合材料,2011,01:50-56.5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.合成材料老化與應(yīng)用,2006,02:43-49.6黃安平,朱博超,賈軍紀(jì),李艷芹.超高分子量聚乙烯的研發(fā)及應(yīng)用J.高分子通報(bào),2012,04:127-132.7洪劍寒.超高分子量聚乙烯/聚苯胺導(dǎo)電纖維制備及性能研究D.蘇州大學(xué),2014.8吳新鋒.超高分子量聚乙烯耐磨性和導(dǎo)熱性能的研究D.上海交通大學(xué),2013.9魏寒.超高分子量聚乙烯在丫射線作用下的預(yù)輻照接枝改性D.東華大學(xué),2013.10朱靈玲.超高分子量聚乙烯微孔膜的制備與研究D.東華大學(xué),2013.11劉曉曉.碳納米管/超高分子量聚乙烯纖維的表面改性及性 能研究D.浙江理工大學(xué),2013.12楊曉娟.超高分子量聚乙烯電池膜成型研究D.北京化工大學(xué),2012.13孫亞平.超高分子量聚乙烯短纖維填充天然橡膠復(fù)
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 艾瑪克衛(wèi)生管理制度
- 苗木培植部管理制度
- 評(píng)估項(xiàng)目的模擬試題及答案解析
- 角同步訓(xùn)練 人教版七年級(jí)數(shù)學(xué)上冊(cè) (一)
- 角膜病變患者康復(fù)期心理干預(yù)的效果評(píng)估
- 設(shè)備維保服務(wù)合同(3篇)
- 設(shè)施大櫻桃栽培與病蟲害防治百問百答閱讀記錄
- 財(cái)務(wù)會(huì)計(jì)實(shí)訓(xùn)體會(huì)范文4篇
- 幼兒園《美麗的春天》主題教案
- 平面與組合回轉(zhuǎn)體相交
- 河南省駐馬店市2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期7月期末考試 英語 含解析
- 2025年中國中煤能源集團(tuán)限公司招聘10人高頻重點(diǎn)提升(共500題)附帶答案詳解
- 發(fā)展性障礙學(xué)生就業(yè)轉(zhuǎn)銜的家長支持研究
- 《保密意識(shí)培訓(xùn)》課件
- 2024年6月英語四級(jí)考試真題及答案(第1套)
- 2024中國糖尿病合并慢性腎臟病臨床管理共識(shí)解讀
- 糖尿病的中醫(yī)科普
- 寺院承包合同范例
- JJF(蘇) 50-2024 水泥混凝土稠度試驗(yàn)儀校準(zhǔn)規(guī)范
- 冷庫建設(shè)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告5篇
- 三年級(jí)下冊(cè)混合計(jì)算題100道及答案
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論