【摘要】： 超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纖維具有高模、高強(qiáng)的特性，其他機(jī)械性能亦比較突出，故UHMWPE纖維在各個(gè)領(lǐng)域尤其在軍事防護(hù)領(lǐng)域得到日益廣泛的應(yīng)用。但是，UHMWPE纖維存在表面惰性，與其他材料的粘合能力差的缺點(diǎn)。 本課題研究UHMWPE纖維的電子束輻照效應(yīng)，運(yùn)用電子強(qiáng)力機(jī)、掃描電鏡(SEM)、全反射紅外(ATR—IR)光譜、X射線光電子能譜(XPS)、電子順磁共振儀(EPR)、X射線衍射儀(XRD)、接觸角和交聯(lián)度測(cè)定等方法對(duì)UHMWPE纖維在電子束輻照作用下的主要結(jié)構(gòu)與性能變化規(guī)律進(jìn)行了表征和分析，在此基礎(chǔ)上對(duì)運(yùn)用電子束輻照技術(shù)進(jìn)行UHMWPE纖維的表面接枝改性進(jìn)行了探討。 研究表明，UHMWPE纖維經(jīng)電子束輻照處理后，纖維的拉伸斷裂強(qiáng)度隨劑量率的增加呈下降趨勢(shì)，凝膠含量隨著劑量率的變化存在極值。纖維表面出現(xiàn)了不規(guī)則的微裂紋和凹痕，隨著劑量的增大，電子束對(duì)纖維表面的刻蝕程度增加，在本研究中以劑量為400 kGy劑量率為8.5 kGy／s時(shí)刻蝕效應(yīng)最為明顯。同時(shí)，在空氣中進(jìn)行輻照時(shí)，，纖維表面被引入了一些含氧基團(tuán)，包括羥基、羰基和羧基。通過(guò)接觸角測(cè)試，考察了電子束輻照UHMWPE纖維后表面極性變化的規(guī)律，即在劑量率保持不變的情況下隨著劑量的增大，接觸角逐漸減小，說(shuō)明電子束輻照對(duì)UHMWPE纖維明顯起到了表面改性的作用。另外，EPR測(cè)試顯示，纖維受輻照后出現(xiàn)了自由基，其含量受輻照劑量與劑量率的影響，同時(shí)隨輻照后放置時(shí)間的延長(zhǎng)而衰減。 電子束輻照產(chǎn)生的極性含氧基團(tuán)和自由基為UHMWPE纖維的表面接枝改性奠定了基礎(chǔ)。本文分別采取預(yù)輻照和共輻照接枝方法進(jìn)行了纖維輻照接枝丙烯酸、丙烯酰胺、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯的研究，并運(yùn)用測(cè)算接枝率、SEM、紅外光譜以及纖維浸潤(rùn)性測(cè)試等方法對(duì)接枝效果進(jìn)行了表征，并據(jù)此分析了影響表面接枝效果的主要因素。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，丙烯酸和丙烯酰胺接枝效果明顯，而且共輻照接枝率遠(yuǎn)高于預(yù)輻照接枝率。通過(guò)掃描電鏡可以準(zhǔn)確直觀地觀察到 天津工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 UHMWPE纖維表面接枝效果。通過(guò)對(duì)接枝UHMWPE織物的紅外光譜分析，發(fā) 現(xiàn)其表面引入了許多新的極性基團(tuán)。最后運(yùn)用了纖維動(dòng)態(tài)浸潤(rùn)性分析了接枝后的 效果，得到所測(cè)浸潤(rùn)穩(wěn)定時(shí)間與接枝率成拋物線關(guān)系，而且接枝樣品的浸潤(rùn)穩(wěn)定 時(shí)間都比未處理樣品的浸潤(rùn)穩(wěn)定時(shí)間小些，這說(shuō)明了共輻照接枝的方法可以有效 地改善UHMWPE纖維表面惰性，達(dá)到UHMWPE纖維表面改性的目的。
【圖文】：

Fig.3一ChangeofFT-IRsPectlumofUHMWPEfiberUHMWPE纖維的結(jié)晶度和取向度都很高，分子鏈中碳?xì)滏I的紅外反射信號(hào)較強(qiáng)，圖3.4是接枝體系在氮?dú)�、空氣氛下進(jìn)行的接枝共聚反應(yīng)，且在該圖中我們可以發(fā)現(xiàn)UHMWPE纖維的三處特征吸收。V=2840~2940cm’’且范圍內(nèi)的兩個(gè)強(qiáng)吸收屬于C一H的伸縮振動(dòng);V=147Icm一‘附近的吸收屬于c一H的彎曲振動(dòng);V=720cm一’附近的吸收屬于C一H的面內(nèi)搖擺振動(dòng)。圖3.4中(a)、(b)、(c)可以明顯發(fā)現(xiàn)除了具有上述UHMWPE纖維的特征吸收外，又增加了uHMWpE所不具有的幾處特征吸收。在v=3150一3700cm一，范圍內(nèi)的強(qiáng)吸收是形成氫鍵的經(jīng)基一OH的伸縮振動(dòng)引起的。在v=1649一
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類號(hào)】：TB324

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 王曉廣;石婷婷;;輻照技術(shù)在紡織上的應(yīng)用[J];武漢科技學(xué)院學(xué)報(bào);2008年09期

本文編號(hào)：2710551