论文总字数：17060字

摘 要

以疏水端含双键的两亲分子油酸聚乙二醇酯（OEO-5）为改性剂，四氢萘为溶剂，并在溶胀时引入引发剂过氧化苯甲酰（BPO），对超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维表面进行了包埋改性。通过测试纤维表面的浸润性、傅立叶-红外光谱（FT-IR）等表征方法，详细研究了溶胀温度，溶胀时间等工艺对表面包埋效果的影响，考察了包埋表面的亲水稳定性，并评价了改性纤维增强不饱和树脂的性能。得出以下结论：溶胀温度70 ℃，溶胀时间6 h时，改性后的纤维表面亲水效果最好，接触角可达到59.6°，浸水四周以后，改性表面接触角仍可稳定在64.5°，表现出良好的亲水稳定性，改性后的纤维增强不饱和树脂的抗冲击强度为7.60MPa，比未经处理的纤维增强树脂材料提高了45.5%。

关键词：超高分子量聚乙烯（UHMWPE） 表面包埋法 两亲性分子 不饱和树脂 亲水稳定性

Surface modification of the UHMWPE fiber by the entrapping method

Abstract

With hydrophobic end containing double bond of two amphiphilic molecules of Polyethylene Glycol Oleate ester (OEO-5) as modifier, tetralin as solvent, and in the swelling into initiator benzoyl peroxide (BPO) and of ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE) fiber surface of the embedding modification. Through the test of fiber surface infiltration, Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) etc. characterization methods, a detailed study of the swelling temperature, swelling time and other process on the surface package buried effect influence, examines the embedded in the surface of hydrophilic stability, and evaluation of the modified fiber reinforced unsaturated resin properties. Draw the following conclusion: swelling temperature of 70 DEG C, swelling time 6 h, modified fiber surface hydrophilic effect best, contact angle can be reached 59.6 degrees, after soaking around, surface contact angle can still be stable in 64.5 degrees, exhibited good hydrophilic stability, modified fiber reinforced unsaturated resin impact strength for 7.60MPa, than those after treatment of the fiber enhanced resin material is 45.5 percent higher.

Keywords: Ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE)；The surface of embedding ；Two amphiphilic molecules；Unsaturated resin；Hydrophilic stability

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 II

1.1超高分子量聚乙烯 1

1.1.1超高分子量聚乙烯概述 1

1.1.2超高分子量聚乙烯的特性 1

1.2表面改性技术 1

1.2.1表面改性技术的概述 1

1.2.2UHMWPE纤维改性 1

1.2.3化学试剂处理 2

1.2.4等离子体处理法 2

1.2.5电晕放电处理法 2

1.2.6光接枝改性法 3

1.3包埋改性技术 4

1.4改性UHMWPE纤维增强不饱和聚酯 4

1.4.1UHMWPE纤维与树脂的粘接性概述 4

1.4.2不饱和聚酯树脂的概述及特性 4

1.4.3固化的阶段性 5

1.5本论文研究内容 5

第二章 实验部分 6

2.1实验原料 6

2.2UHMWPE纤维的制备 6

2.4表征方法 8

2.4.1 SEM测试 8

2.4.2 FT-IR测试 8

2.4.3 冲击强度测试 8

第三章 结果与讨论 9

3.1溶胀温度对UHMWPE纤维包埋改性的影响 9

3.2溶胀时间对UHMWPE纤维包埋改性的影响 11

3.3UHMWPE纤维包埋改性表面SEM分析 14

3.4改性UHMWPE表面的亲水稳定性 14

3.5改性UHMWPE纤维增强不饱和聚酯力学性能 16

第四章 结论 17

参考文献 18

致谢 20

第一章 绪论

1.1超高分子量聚乙烯

1.1.1超高分子量聚乙烯概述

超高分子量聚乙烯（UHMWPE）具有突出的高模量、高韧性、高耐磨、而且自润滑性也比较的好。它具有低密度，制造成本较低的特点。并且它是目前发展高性能、低造价的工程塑料之一。UHMWPE纤维是具有高性能纤维的第三代，它采用得是凝胶纺丝法，并以超高分子量聚乙烯为原料通过超拉伸技术制得^[1-2]。由于UHMWPE纤维的高度取向、高结晶度以及高度对称的亚甲基结构，在UHMWPE上又存在羧基、酯基、磺酸基、腈基等基团，这些基团能够使纤维表面能够极化或者是功能化，使UHMWPE纤维在纤维增强复合材料、离子吸附等领域的应用具有重要意义^[3-4]。

1.1.2超高分子量聚乙烯的特性

UHMWPE的耐磨性在已知塑料中是最好的，而且还是碳钢的10倍；极高的耐冲击性能；自润滑性能好，磨耗低；它能够较好的耐低温，它的催化温度在-80 ℃以下，甚至在低于液氮温度下依然可保持高韧性；并且有较好的耐化学腐蚀性，因此常被称为"塑料王”；电绝缘性也相对强一些，还有良好的消音减震机能和抗粘结机能。UHMWPE在经过超拉伸后，内部的大分子具有了较高的取向度和结晶程度，并且还处于完全伸直的状态，这使得纤维具有了高度结晶、高度取向、高强、高模，高耐磨性能等优点^[5-7]。

1.2表面改性技术

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