抗靜電納米UHMWPE復(fù)合材料的制備、性能及流變行為研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-08 13:42
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)表現(xiàn)出許多優(yōu)異的性能,比如較小的摩擦系數(shù)、極強(qiáng)的抗沖擊性、以及衛(wèi)生性、生物相容性、耐低溫性等優(yōu)點(diǎn)。然而,由于UHMWPE極低的電導(dǎo)率,其產(chǎn)品在成型階段以及運(yùn)輸、使用過程中特別容易產(chǎn)生并且積累靜電,給成型過程、產(chǎn)品外觀帶來(lái)不利影響,甚至帶來(lái)爆炸,火災(zāi)。所以,將應(yīng)用于這些場(chǎng)合的UHMWPE進(jìn)行抗靜電改性顯得尤其重要和迫切。首先,本文選擇導(dǎo)電性能優(yōu)異的多壁碳納米管(MWCNT)和石墨烯納米片(GNS)作為UHMWPE抗靜電改性的導(dǎo)電填料,制備了 UHMWPE導(dǎo)電復(fù)合材料。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),該制備方法僅需要很少的MWCNT或GNS的填充量(0.5wt%),就能達(dá)到材料的滲流閾值φc,實(shí)現(xiàn)了 UHMWPE的抗靜電改性。同時(shí)發(fā)現(xiàn)GNS在UHMWPE基體中團(tuán)聚明顯,造成UHMWPE/GNS沖擊性能和拉伸性能下降;相反,MWCNT在UHMWPE基體中分散性較好,UHMWPE/MWCNT沖擊性能提高30.1%,拉伸性能提高23.5%。其次,在實(shí)現(xiàn)UHMWPE抗靜電的基礎(chǔ)上,為進(jìn)一步提高UHMWPE復(fù)合材料的力學(xué)性能,我們對(duì)MWCNT進(jìn)行表面改性。一方面,減弱了 MWCNT彼此間的...
【文章來(lái)源】:華東理工大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:69 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 UHMWPE概述
1.1.1 UHMWPE發(fā)展簡(jiǎn)史
1.1.2 UHMWPE性能與應(yīng)用
1.2 UHMWPE抗靜電改性
1.2.1 聚合物導(dǎo)電復(fù)合材料
1.2.2 導(dǎo)電填料
1.2.3 UHMWPE抗靜電改性研究進(jìn)展
1.3 UHMWPE流變研究進(jìn)展
1.3.1 聚合物材料的粘彈性質(zhì)
1.3.2 填充聚合物體系的流變行為
1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
1.4.1 課題研究背景
1.4.2 主要研究?jī)?nèi)容
1.4.3 本文創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 抗靜電UHMWPE/MWCNT復(fù)合材料的制備及性能研究
2.1 前言
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.2.3 復(fù)合材料樣品制備
2.2.4 測(cè)試與表征
2.3 導(dǎo)電復(fù)合材料滲流理論
2.4 結(jié)果與討論
2.4.1 導(dǎo)電性能分析
2.4.2 力學(xué)性能分析
2.4.3 斷面形貌分析
2.4.4 MWCNT對(duì)UHMWPE復(fù)合材料力學(xué)性能影響分析
2.5 本章小結(jié)
第3章 硬脂胺化MWCNT對(duì)UHMWPE復(fù)合材料性能影響
3.1 前言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
3.2.3 實(shí)驗(yàn)方法
3.2.4 測(cè)試與表征
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 MWCNTs表面結(jié)構(gòu)表征
3.3.2 MWCNTs改性前后分散性對(duì)比
3.3.3 復(fù)合材料導(dǎo)電性能
3.3.4 復(fù)合材料力學(xué)性能
3.3.5 復(fù)合材料斷面形貌分析
3.4 本章小結(jié)
第4章 UHMWPE及其填充復(fù)合材料流變行為研究
4.1 前言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
4.2.3 實(shí)驗(yàn)方法
4.3 聚合物動(dòng)態(tài)流變學(xué)理論
4.4 結(jié)果與討論
4.4.1 線性粘彈范圍
4.4.2 分子量對(duì)UHMWPE粘彈行為的影響
4.4.3 溫度對(duì)UHMWPE粘彈行為的影響
4.4.4 填料對(duì)UHMWPE的粘彈行為的影響
4.4.5 填料表面改性對(duì)UHMWPE粘彈行為的影響
4.5 本章小結(jié)
第5章 全文總結(jié)
參考文獻(xiàn)
致謝
已發(fā)表和待發(fā)表期刊論文及申請(qǐng)的專利
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]NiCF/ABS復(fù)合材料的制備及電磁屏蔽效能研究[J]. 唐萍,程真真,張榮,劉俊,史然,賓月珍. 高分子通報(bào). 2013(02)
[2]外場(chǎng)作用下硅橡膠/鍍銀空心微珠復(fù)合材料的導(dǎo)電特性[J]. 胡圣飛,張沖,李慧. 高分子材料科學(xué)與工程. 2012(03)
[3]超高分子量聚乙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料的電性能和自發(fā)熱性能的研究[J]. 賓月珍,陳茹,張榮,唐萍,松生勝. 高分子通報(bào). 2012(01)
[4]碳納米管修飾電極的制備及其電化學(xué)敏感性研究[J]. 陸聞靜,丁桂甫,王艷,鄧敏,周鎮(zhèn)威. 傳感器與微系統(tǒng). 2011(05)
[5]Ag包覆ACR微球的制備及性能[J]. 胡圣飛,張沖,趙敏,李慧. 粉末冶金材料科學(xué)與工程. 2011(02)
[6]導(dǎo)電型高分子/碳納米管復(fù)合材料研究[J]. 孫堯,鮑哈達(dá),郭朝霞,于建. 高分子通報(bào). 2011(04)
[7]超高分子量聚乙烯研究進(jìn)展及應(yīng)用領(lǐng)域[J]. 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. 廣州化工. 2011(02)
[8]銀包空心微珠/硅橡膠復(fù)合材料在微力場(chǎng)作用下的導(dǎo)電響應(yīng)行為[J]. 胡圣飛,張沖,趙敏,李慧. 功能材料. 2010(12)
[9]碳納米管/炭黑混雜填充聚甲醛復(fù)合材料導(dǎo)電性能研究[J]. 尹賀濱,鮑哈達(dá),李杰,郭朝霞,于建. 高分子學(xué)報(bào). 2010(09)
[10]石墨烯的化學(xué)研究進(jìn)展[J]. 傅強(qiáng),包信和. 科學(xué)通報(bào). 2009(18)
博士論文
[1]聚乙烯基復(fù)合材料的導(dǎo)電機(jī)理及電熱性能研究[D]. 張榮.大連理工大學(xué) 2014
[2]超高分子量聚乙烯的流變行為及其在材料加工中的應(yīng)用[D]. 王小俊.華南理工大學(xué) 2010
碩士論文
[1]超高分子量聚乙烯結(jié)晶行為及其結(jié)構(gòu)性能關(guān)系的研究[D]. 俞欣.華東理工大學(xué) 2016
[2]抗靜電超高分子量聚乙烯管材生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)研究[D]. 萬(wàn)莉.四川大學(xué) 2005
本文編號(hào):2964697
【文章來(lái)源】:華東理工大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:69 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 UHMWPE概述
1.1.1 UHMWPE發(fā)展簡(jiǎn)史
1.1.2 UHMWPE性能與應(yīng)用
1.2 UHMWPE抗靜電改性
1.2.1 聚合物導(dǎo)電復(fù)合材料
1.2.2 導(dǎo)電填料
1.2.3 UHMWPE抗靜電改性研究進(jìn)展
1.3 UHMWPE流變研究進(jìn)展
1.3.1 聚合物材料的粘彈性質(zhì)
1.3.2 填充聚合物體系的流變行為
1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
1.4.1 課題研究背景
1.4.2 主要研究?jī)?nèi)容
1.4.3 本文創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 抗靜電UHMWPE/MWCNT復(fù)合材料的制備及性能研究
2.1 前言
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.2.3 復(fù)合材料樣品制備
2.2.4 測(cè)試與表征
2.3 導(dǎo)電復(fù)合材料滲流理論
2.4 結(jié)果與討論
2.4.1 導(dǎo)電性能分析
2.4.2 力學(xué)性能分析
2.4.3 斷面形貌分析
2.4.4 MWCNT對(duì)UHMWPE復(fù)合材料力學(xué)性能影響分析
2.5 本章小結(jié)
第3章 硬脂胺化MWCNT對(duì)UHMWPE復(fù)合材料性能影響
3.1 前言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
3.2.3 實(shí)驗(yàn)方法
3.2.4 測(cè)試與表征
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 MWCNTs表面結(jié)構(gòu)表征
3.3.2 MWCNTs改性前后分散性對(duì)比
3.3.3 復(fù)合材料導(dǎo)電性能
3.3.4 復(fù)合材料力學(xué)性能
3.3.5 復(fù)合材料斷面形貌分析
3.4 本章小結(jié)
第4章 UHMWPE及其填充復(fù)合材料流變行為研究
4.1 前言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
4.2.3 實(shí)驗(yàn)方法
4.3 聚合物動(dòng)態(tài)流變學(xué)理論
4.4 結(jié)果與討論
4.4.1 線性粘彈范圍
4.4.2 分子量對(duì)UHMWPE粘彈行為的影響
4.4.3 溫度對(duì)UHMWPE粘彈行為的影響
4.4.4 填料對(duì)UHMWPE的粘彈行為的影響
4.4.5 填料表面改性對(duì)UHMWPE粘彈行為的影響
4.5 本章小結(jié)
第5章 全文總結(jié)
參考文獻(xiàn)
致謝
已發(fā)表和待發(fā)表期刊論文及申請(qǐng)的專利
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]NiCF/ABS復(fù)合材料的制備及電磁屏蔽效能研究[J]. 唐萍,程真真,張榮,劉俊,史然,賓月珍. 高分子通報(bào). 2013(02)
[2]外場(chǎng)作用下硅橡膠/鍍銀空心微珠復(fù)合材料的導(dǎo)電特性[J]. 胡圣飛,張沖,李慧. 高分子材料科學(xué)與工程. 2012(03)
[3]超高分子量聚乙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料的電性能和自發(fā)熱性能的研究[J]. 賓月珍,陳茹,張榮,唐萍,松生勝. 高分子通報(bào). 2012(01)
[4]碳納米管修飾電極的制備及其電化學(xué)敏感性研究[J]. 陸聞靜,丁桂甫,王艷,鄧敏,周鎮(zhèn)威. 傳感器與微系統(tǒng). 2011(05)
[5]Ag包覆ACR微球的制備及性能[J]. 胡圣飛,張沖,趙敏,李慧. 粉末冶金材料科學(xué)與工程. 2011(02)
[6]導(dǎo)電型高分子/碳納米管復(fù)合材料研究[J]. 孫堯,鮑哈達(dá),郭朝霞,于建. 高分子通報(bào). 2011(04)
[7]超高分子量聚乙烯研究進(jìn)展及應(yīng)用領(lǐng)域[J]. 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. 廣州化工. 2011(02)
[8]銀包空心微珠/硅橡膠復(fù)合材料在微力場(chǎng)作用下的導(dǎo)電響應(yīng)行為[J]. 胡圣飛,張沖,趙敏,李慧. 功能材料. 2010(12)
[9]碳納米管/炭黑混雜填充聚甲醛復(fù)合材料導(dǎo)電性能研究[J]. 尹賀濱,鮑哈達(dá),李杰,郭朝霞,于建. 高分子學(xué)報(bào). 2010(09)
[10]石墨烯的化學(xué)研究進(jìn)展[J]. 傅強(qiáng),包信和. 科學(xué)通報(bào). 2009(18)
博士論文
[1]聚乙烯基復(fù)合材料的導(dǎo)電機(jī)理及電熱性能研究[D]. 張榮.大連理工大學(xué) 2014
[2]超高分子量聚乙烯的流變行為及其在材料加工中的應(yīng)用[D]. 王小俊.華南理工大學(xué) 2010
碩士論文
[1]超高分子量聚乙烯結(jié)晶行為及其結(jié)構(gòu)性能關(guān)系的研究[D]. 俞欣.華東理工大學(xué) 2016
[2]抗靜電超高分子量聚乙烯管材生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)研究[D]. 萬(wàn)莉.四川大學(xué) 2005
本文編號(hào):2964697
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