填充改性超高分子量聚乙烯复合材料及加工研究

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1、填充改性超高分子量聚乙烯复合材料及其加工研究摘要本文采用原位聚合法制备了较高刚性和高耐热温度的填料／超高分子量聚乙烯(U删WPE)复合材料；通过插层聚合处理蒙脱土(删T)，再经过熔融插层混合，制得综合性能优良的MMT／UHMwPE纳米复合材料，并对UHMwPE加工改性进行了探索研究。该项目为中石化总公司项目的一部分，开发的目的是希望通过填充改性研究，降低材料成本，适当提高材料的强度。研究报告分以下几个方面的工作：首先，通过原位聚合法对选择的填料进行矿化处理，使之自身产生聚合活性中心或通过负载使之产生聚合活性中心，使烯烃单体在其上

2、聚合得到所需填充度和聚乙烯分子量的复合材料。通过对复合材料的结构、结晶行为的观察，寻找结构与性能之间的内在关系和特征，建立微观形态与宏观力学性能之间关系是我们研究的意义之所在。研究结果表明：原位聚合填充复合材料的刚性比纯UHMwPE有所提高，当填料含量为10％时，填充二硫化钼和高岭土的复合材料的拉伸强度比纯UHMWPE提高了60％以上，玻璃微珠含量为5096、高岭土和硅藻土含量30％时，复合材料的热变形温度提高30℃左右。其次，采用插层聚合法研制删T／U删1

3、『PE纳米复合材料，研究发现：用不同的单体插层蒙脱土得到不同层间距离的

4、结构蒙脱土：用插层剂处理可以改善单体的富集，插层聚合后的蒙脱土与超高分子量聚乙烯通过熔融混合可得到纳米复合材料，复合材料的综合性能优良，干摩擦系数小于纯UHIll

5、『PE；复合材料的零切黏度明显降低。再次，对超高分子量聚乙烯加工改性研究，发现低分子的加工改性剂，如聚乙烯蜡和硬脂酸钙等，可明显改善uHMl】I『PE的加工性能；与低分子量的LLDPE共混也可以改善其流动性，但同时力学性能也降低。关键词：超高分子量聚乙烯，纳米，加工改性，填料，共混，原位聚合，插层法PREPARATloNANDPROCESSINGoFFILLEREMo

6、DIFIEDUHMWPECOMPOSITESABSTRACTIn￡hebeginningofthethesis，thepreSentsituationofmodi母ingandapplicationonI刀mⅥWPEaresummarized．Becauseofthem01eculeweightofI删WPEisveryhi曲，itisdimculttoprocess．Fromblending，in-situpolymerizingandnanocompounding，UⅢWPEcanbeobtainedindifrerentp

7、ropertiesanddifrerentapplications．Meanw_hile，severalprocessingmethodsofI，HMWPEaresummarizedinthethesis．Th逸topicispartofresearchsubiectofSINOPEC．ThemainpurposeofmesubiectistolowerthecostofI删WPE．0ntheotllerhand，enhancetherigidpropertiesofthe“U印ⅥWPE”．Inthemethodofin．sit

8、upolymerization，6llerSweretreatedinthefumace．Some0fthefillerscouldbringaboutpolymericactivation，andothersshouldbeloadedwithactivatedsubjectS．Andso0n，theycanpolymerizewimalkenes．suchasethvlene．Nanofillersshou埘betreatedatfhst．Therelationshipbetweenstmctureandpmpertiesi

9、smainsignificaIlceoftheresearch．Throughtheworkingoftheresearch，someresultSarereportedinmethesis．Firstofall，severalkindsoffillerSwereusedtomodi母UHMⅥ，PEthroughin—situpolymeriz．mg．Generally，tensilestrengmsoffillermodifiedU蹦岍Eweresignificantlyimproved．Forex锄pIe，tensiles舡

10、engthswereimprovedmoret11an60percentwhenMoS2andKaolinwerefilledinl0percent．Heatresisting：emperatureswereinlprovedetheI．Thepolymeriz