超高分子
在超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）基體中加入超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）纖維，由于基體和纖維具有相同的化學(xué)特征，因此化學(xué)相容性好，兩組份的界面結(jié)合力強(qiáng)，從而可獲得機(jī)械性能優(yōu)良的復(fù)合材料。超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）纖維的加入可使超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）的拉伸強(qiáng)度和模量、沖擊強(qiáng)度、耐蠕變性大大提高。與純超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）相比，在超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）中加入體積含量為60%的超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）纖維，可使*大應(yīng)力和模量分別提高160%和60%。這種自增強(qiáng)的超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）材料尤其適用于生物醫(yī)學(xué)上承重的場合，而用于人造關(guān)節(jié)的整體替換是才倍受關(guān)注的，超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）自增強(qiáng)材料的低體積磨損率可提高人造關(guān)節(jié)的使用壽命。
合金化
超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）除可與塑料形成合金來改善其加工性能外，還可獲得其它性能。其中，以PP/超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）合金*為突出。
通常聚合物的增韌是在樹脂中引入柔性鏈段形成復(fù)合物(如橡塑共混物)，其增韌機(jī)理為“多重銀紋化機(jī)理”。而在PP/超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）體系，超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）對PP有明顯的增韌作用，這是“多重裂紋”理論所無法解釋的。國內(nèi)*早于1993年報(bào)道采用超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）增韌PP取得成功，當(dāng)超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）的含量為15%時(shí)，共混物的缺口沖擊強(qiáng)度比純PP提高2倍以上。又有報(bào)道，超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）與含乙烯鏈段的共聚型PP共混，在超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）的含量為25%時(shí)，其沖擊強(qiáng)度比PP提高一倍多。以上現(xiàn)象的解釋是“網(wǎng)絡(luò)增韌機(jī)理”。
PP/超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）共混體系的亞微觀相態(tài)為雙連續(xù)相，超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）分子與長鏈的PP分子共同構(gòu)成一種共混網(wǎng)絡(luò)，其余PP構(gòu)成一個(gè)PP網(wǎng)絡(luò)，二者交織成為一種“線性互穿網(wǎng)絡(luò)”。其中共混網(wǎng)絡(luò)在材料中起到骨架作用，為材料提供機(jī)械強(qiáng)度，受到外力沖擊時(shí)，它會發(fā)生較大形變以吸收外界能量，起到增韌的作用；形成的網(wǎng)絡(luò)越完整，密度越大，則增韌效果越好。
為了保證“線性互穿網(wǎng)絡(luò)”結(jié)構(gòu)的形成，必須使超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）以準(zhǔn)分子水平分散在PP基體中，這就對共混方式提出了較高的要求。北京化工大學(xué)有研究發(fā)現(xiàn)：四螺桿擠出機(jī)能將超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）均勻地分散在PP基體中，而雙螺桿擠出機(jī)的共混效果卻不佳。
EPDM能對PP/超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）合金起到增容的作用。由于EPDM具備的兩種主要鏈節(jié)分別與PP和超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）相同，因而與兩種材料都有比較好的親合力，共混時(shí)容易分散在兩相界面上。EPDM對復(fù)合共晶起到插入、分割和細(xì)化的作用，這對提高材料的韌性是有益的，能大幅度地提高缺口沖擊強(qiáng)度。
另外，超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）也可與橡膠形成合金，獲得比純橡膠優(yōu)良的機(jī)械性能，如耐摩擦性、拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率等。其中，橡膠是在混合過程中于超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）的軟化點(diǎn)以上進(jìn)行硫化的。 |
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