超高分子量聚乙烯改性研究进展

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2022.08.022

中国塑料 ›› 2022, Vol. 36 ›› Issue (8): 135-145.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.08.022

超高分子量聚乙烯改性研究进展

余大荣(), 辛勇()

南昌大学先进制造学院，南昌 330036

收稿日期:2022-03-29 出版日期:2022-08-26 发布日期:2022-08-22
通讯作者: 辛勇（1959—），男，教授，从事聚合物微纳米结构精密成型技术研究，xinyong_sh@sina.com
E-mail:769208301@qq.com;xinyong_sh@sina.com
作者简介:余大荣（1999—），男，在读硕士研究生，从事超高分子量聚乙烯改性研究，769208301@qq.com
基金资助:
国家自然科学基金(51365038)

Research progress in modification of ultrahigh molecular weight polyethylene

YU Darong(), XIN Yong()

College of Advanced Manufacturing，Nanchang University，Nanchang 330036，China

Received:2022-03-29 Online:2022-08-26 Published:2022-08-22
Contact: XIN Yong E-mail:769208301@qq.com;xinyong_sh@sina.com

摘要/Abstract

摘要：

综述了近年来超高分子量聚乙烯（PE?UHMW）改性的最新研究进展，包括采用辐照交联法、填充改性法及共混改性法等进行摩擦性能改性，和采用涂层改性法、等离子体改性法等进行纤维表面性能改性，并讨论了摩擦性能改性与纤维的表面性能改性研究面临的挑战。

关键词: 超高分子量聚乙烯, 改性, 耐摩擦性, 纤维表面改性

Abstract:

This paper reviewed the latest research progress in the modification methods of ultrahigh molecular weight polyethylene in recent years. These methods included the modification of friction properties using irradiation cross?linking method， modifications through filling and blending， fiber surface modification through coating， and plasma modification. The paper also discussed the challenges in the study of the modification of friction and fiber surface properties.

Key words: ultra high molecular weight polyethylene, modification, friction resistance, fiber surface modification

中图分类号:

TQ325.1⁺2

余大荣, 辛勇. 超高分子量聚乙烯改性研究进展[J]. 中国塑料, 2022, 36(8): 135-145.

YU Darong, XIN Yong. Research progress in modification of ultrahigh molecular weight polyethylene[J]. China Plastics, 2022, 36(8): 135-145.

图/表 18

图1 500万次高要求活动后试样滑动表面的累积磨损［26］

Fig.1 Cumulative wear of sliding surface after 5 million high demand activities of the specimens［26］

图2 不同辐照处理后PE?UHMW和PE?UHMW/EGCG的磨损量［29］

Fig.2 Wear amount of PE?UHMW and PE?UHMW/EGCG after different irradiation treatment［29］

图3 复合材料在39 N载荷下磨损表面的SEM照片［35］

Fig.3 SEM images of wear surfaces of the composites under 39 N load

图4 复合材料在干燥和润滑环境下的磨损率［35］

Fig.4 Wear rate of the composites in dry and lubricated environment

图5 各组复合材料的磨损率［37］

Fig.5 Wear rate of each group of the composite materials

图6 摩擦试验后聚合物圆盘的SEM照片［37］

Fig.6 SEM images of polymer disks after friction test［37］

图7 试样的摩擦试验结果［39］

Fig.7 Friction test results of the specimens［39］

图8 PE?UHMW/PI的拉曼映射图像［42］

Fig.8 Raman mapping images of PE?UHMW/PI

图9 不同老化温度下PE?UHMW/PI的磨损体积损失［42］

Fig.9 Wear volume loss of PE?UHMW/PI at different aging temperature［42］

图10 试样的拉伸性能［50］

Fig.10 Tensile properties of the specimens

图11 纤维复合材料的力学性能［50］

Fig.11 Mechanical properties of the fiber composite materials

图12 多巴胺?Cu?PE?UHMW 纤维/RPU复合材料的界面设计［51］

Fig.12 Interface design of dopamine?Cu?PE?UHMW fiber/RPU composite［51］

图13 纯RPU及其复合材料的冲击强度［51］

Fig.13 Impact strength of pure RPU and its composites［51］

图14 剥离试验结果［52］

Fig.14 Test results of peeling experiment［52］

处理条件	C—C/C—H	C—O/C—N	C=O/%	O—C=O/%
—	95.65	4.4	0	0
100 V、80 s	79.6	10.9	6.1	3.4
200 V、60 s	78.9	11.5	4.8	4.8
200 V、80 s	51.1	30.6	9.7	8.6
200 V、120 s	74.3	15.0	5.5	5.2

表1 纤维X射线光电子能谱中不同化学键的相对面积［57］

Tab.1 Relative areas of different chemical bonds in X?ray photoelectron spectroscopy of the fiber［57］

图15 DBD改性前后纤维的SEM照片［57］

Fig.15 SEM images of fibers before and after DBD modification［57］

图16 不同等离子体处理条件下PE?UHMW?ZnO的SEM照片及能谱图［58］

Fig.16 SEM images and energy spectrum of PE?UHMW?ZnO at different plasma treatment conditions［58］

图17 等离子体与PPy涂层改性PE?UHMW纤维界面设计［59］

Fig.17 Interface design of PE?UHMW fiber modified by plasma and PPy coating［59］

参考文献 59

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Research progress in modification of ultrahigh molecular weight polyethylene

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