UHMWPE_PA6共混物的制备与应用研究

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1、学号：12101109常州大学硕士学位论文UHMWPE/PA6共混物的制备与应用研究研究生董淑强指导教师刘春林教授级高工学科、专业名称高分子化学与物理研究方向高聚物的功能化及高性能化2015年5月StudyonthepreparationandapplicationofUHMWPE/PA6blendsADissertationSubmittedtoChangzhouUniversityByDongShu-QiangPolymerChemistryandPhysicsDissertationSupervisor:Prof.LiuChun-LinMay，2015常州

2、大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下独立进行的研究工作及取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中以明确方式标明。本人已完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权的说明本学位论文作者完全了解常州大学有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属常州大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布学位

3、论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。学位论文作者签名：签字日期：年月日导师签名：签字日期：年月中文摘要本课题采用转矩流变仪熔融共混制备了超高分子量聚乙烯（UHMWPE）/尼龙6（PA6）共混物。通过傅立叶红外光谱（FTIR）分析、力学性能测试、熔体流动速率测试（MFR）、差示扫描量热分析（DSC）、动态热机械分析（DMA）、摩擦磨损测定、扫描电子显微镜（SEM）等方法研究了共混物的力学性能、相容性、熔体流

4、动速率、摩擦磨损性能、微观结构形态以及流变行为等。通过干法、湿法制备了UHMWPE/碳化硅（SiC）复合材料，采用热重分析（TGA）、SEM、摩擦磨损测定等表征手段，研究了两种方法制备的复合材料中SiC粒子在UHMWPE基体中的分散情况，以及两种制备方法对复合材料的摩擦磨损、力学性能、微观形态等影响。主要研究内容及结果如下：1.通过固相接枝法制备了UHMWPE-g-MAH，结果表明当二甲苯、BPO及MAH的质量分别为UHMWPE质量的10%，1.2%，3%，反应温度为100℃，反应时间为4h时，UHMWPE-g-MAH的接枝率达到相对最大值，可达1.53%。UH

5、MWPE接枝MAH后，晶型未发生变化，UHMWPE的熔点及熔融焓随接枝率的增大而降低，力学性能也随之下降，而结晶温度随接枝率的增大而升高。2.通过熔融共混法制备了UHMWPE/PA6共混物，UHMWPE与PA6两相的相容性差，相界面清晰，PA6的加入，降低了共混物的力学性能，但提高了其流动性能，共混物的复数粘度降低。随着PA6用量的增加，共混物的耐磨性能变差，共混物的摩擦系数以及磨损率也随之增大。PA6对UHMWPE熔融结晶行为影响不大，随着PA6用量的增加，共混物中PA6组分的结晶温度升高，结晶度增大，抗氧剂的加入提高了共混物的抗氧化降解性能。3.比较三种相容

6、剂对UHMWPE/PA6共混物力学性能的影响，当HDPE-g-MAH用量为10%时，共混物的拉伸强度提高了25%。相比于其他两种相容剂，HDPE-g-MAH对共混物的熔体流动速率影响最大，降低了共混物的熔体流动速率，提高了UHMWPE与PA6分子间的相互作用；共混物的摩擦系数随HDPE-g-MAH用量增加而降低，当HDPE-g-MAH的用量为20%时，共混物的磨损率最低，其磨损率只有未添加IHDPE-g-MAH共混物的30%。随着HDPE-g-MAH用量的增加，共混物中UHMWPE组分的熔点略有降低，结晶温度基本不变，共混物中PA6组分的熔点与结晶温度均呈下降的

7、趋势，结晶度下降之后趋于稳定。同一条件下，随着HDPE-g-MAH用量的增加，共混物的储能模量增大，UHMWPE与PA6两相的玻璃化转变温度彼此靠近，提高了共混物的相容性。4.UHMWPE/SiC复合材料与纯UHMWPE相比，稳态摩擦系数、磨损率均降低，改善了UHMWPE的耐磨性能。湿法制备的UHMWPE/SiC复合材料的力学性能优于干法，同时降低了UHMWPE/SiC复合材料的线膨胀系数。湿法制备的复合材料，SiC粒子在UHMWPE基体中分散均匀，团聚现象得到较好的改善。湿法制备的UHMWPE/SiC复合材料的稳态摩擦系数与磨损率均最低，由磨痕表面的SEM图像

8、也可以看出湿法制备的复合