隨著工程塑料在工業(yè)生產(chǎn)中的普及,多個領域中都需要用到工程塑料,不過不同的工程塑料它的特性都不同,也都存在一定的差異性。以超高分子量聚乙烯為例,超高分子量聚乙烯的生產(chǎn)工藝就決定著它們之間的區(qū)別。不過超高分子量聚乙烯也存在著一定的不足,為此要進行改性加工。那么超高分子量聚乙烯的改性加工是如何做的呢?下面就由迪源電子科技的工作人員來為大家介紹。
一、物理機械性能的改進
與其它工程塑料相比,超高分子量聚乙烯具有表面硬度和熱變形溫度低、彎曲強度以及蠕變性能較差等缺點。這是由于超高分子量聚乙烯的分子結構和分子聚集形態(tài)造成的,可通過填充和交聯(lián)的方法加以改善。
1、填充改性:采用玻璃微珠、玻璃纖維、云母、滑石粉、二氧化硅、三氧化二鋁、二硫化鉬、炭黑等對超高分子量聚乙烯進行填充改性,可使表面硬度、剛度、蠕變性、彎曲強度、熱變形溫度得以較好地改善。用偶聯(lián)劑處理后,效果更加明顯。如填充處理后的玻璃微珠,可使熱變形溫度提高30℃。
2、交聯(lián):交聯(lián)是為了改善形態(tài)穩(wěn)定性、耐蠕變性及環(huán)境應力開裂性。通過交聯(lián),超高分子量聚乙烯的結晶度下降,被掩蓋的韌性復又表現(xiàn)出來。交聯(lián)可分為化學交聯(lián)和輻射交聯(lián)?;瘜W交聯(lián)是在超高分子量聚乙烯中加入適當?shù)慕宦?lián)劑后,在熔融過程中發(fā)生交聯(lián)。輻射交聯(lián)是采用電子射線或γ射線直接對超高分子量聚乙烯制品進行照射使分子發(fā)生交聯(lián)。超高分子量聚乙烯的化學交聯(lián)又分為過氧化物交聯(lián)和偶聯(lián)劑交聯(lián)。
二、加工性能的改進
超高分子量聚乙烯樹脂的分子鏈較長,易受剪切力作用發(fā)生斷裂,或受熱發(fā)生降解。因此較低的加工溫度,較短的加工時間和降低對它的剪切是非常必要的。為了解決超高分子量聚乙烯的加工問題,除對普通成型機械進行特殊設計外,還可對樹脂配方進行改進:與其它樹脂共混或加入流動改性劑,使之能在普通擠出機和注塑機上成型加工。
1、共混改性:共混法改善超高分子量聚乙烯的熔體流動性是有效、簡便和實用的途徑。共混所用的第二組份主要是指低熔點、低粘度樹脂,有LDPE、HDPE、PP、聚酯等,其中使用較多的是中分子量PE(分子量40萬~60萬)和低分子量PE(分子量<40萬)。當共混體系被加熱到熔點以上時,UHMWPE樹脂就會懸浮在第二組份樹脂的液相中,形成可擠出、可注射的懸浮體物料。
2、流動改進劑改性:流動改進劑促進了長鏈分子的解纏,并在大分子之間起潤滑作用,改變了大分子鏈間的能量傳遞,從而使得鏈段位移變得容易,改善了聚合物的流動性。
3、液晶高分子原位復合材料:液晶高分子原位復合材料是指熱致液晶高分子(TLCP)與熱塑性樹脂的共混物,這種共混物在熔融加工過程中,由于TLCP分子結構的剛直性,在力場作用下可自發(fā)地沿流動方向取向,產(chǎn)生明顯的剪切變稀行為,并在基體樹脂中原位就地形成具有取向結構的增強相,即就地成纖,從而起到增強熱塑性樹脂和改善加工流動性的作用。
三、聚合填充型復合材料
高分子合成中的聚合填充工藝是一種新型的聚合方法,它是把填料進行處理,使其粒子表面形成活性中心,在聚合過程中讓乙烯、丙烯等烯烴類單體在填料粒子表面聚合,形成緊密包裹粒子的樹脂,后得到具有獨特性能的復合材料。它除具有摻混型復合材料性能外,還有自己本身的特性:首先是不必熔融聚乙烯樹脂,可保持填料的形狀,制備粉狀或纖維狀的復合材料;其次,該復合材料不受填料/樹脂組成比的限制,一般可任意設定填料的含量;另外所得復合材料是均勻的組合物,不受填料比重、形狀的限制。
四、超高分子量聚乙烯的自增強
在超高分子量聚乙烯基體中加入超高分子量聚乙烯纖維,由于基體和纖維具有相同的化學特征,因此化學相容性好,兩組份的界 面結合力強,從而可獲得機械性能優(yōu)良的復合材料。超高分子量聚乙烯纖維的加入可使超高分子量聚乙烯的拉伸強度和模量、沖擊強度、耐蠕變性大大提高。與純超高分子量聚乙烯相比,在超高分子量聚乙烯中加入體積含量為60%的超高分子量聚乙烯纖維,可使大應力和模量分別提高160%和60%。
對于超高分子量聚乙烯的改性加工今天就分享到這里,因為超高分子量聚乙烯優(yōu)異的物理機械性能,現(xiàn)在已廣泛應用于機械、運輸、紡織、造紙、礦業(yè)、農(nóng)業(yè)、化工及體育運動器械等領域,其中以大型包裝容器和管道的應用為廣泛。