超高分子量聚乙烯论文抗蠕变性能力学性能碳纳米管热性能

超高分子量聚乙烯论文：抗蠕变性能力学性能碳纳米管热性能【提示】本文仅提供摘要、关键词、篇名、目录等题录内容。为中国学术资源库知识代理，不涉版权。作者如有疑义，请联系版权单位或学校。【摘要】超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维是当今三大高性能纤维之一，由于其具有优异的力学性能，故被广泛应用于绳索、安全防护、高性能纺织品以及复合材料。但由于其存在易蠕变、耐热性差等缺点，限制了其在更广泛领域的应用。因此，研究超高分子量聚乙烯纤维的蠕变性能具有重要理论和实际意义。本论文采用添加碳纳米管（CNTs）的方法对UHMWPE纤维进行抗蠕变改性研究。采用H2SO4/KMnO4混合体系对CNTs进行纯化，并采用钛酸酯偶联剂对经纯化的CNTs进行了功能化处理；研究了CNTs在纺丝溶剂白油中的分散性能；之后，将经纯化和功能化的CNTs添加到UHMWPE/白油体系中，采用凝胶纺丝法制备了UHMWPE/CNTs复合纤维。利用FTIR、XRD、SEM、POM、TGA、Raman光谱以及力学性能测试等手段，研究了纯化及功能化对于CNTs结构的影响，同时研究了UHMWPE/CNTs复合纤维的结构和抗蠕变性能。研究结果表明，纯化和功能化处理后，CNTs轮廓更加清晰，团聚现象得到改善，CNTs与白油相容性提高，分散性得到改善；CNTs在UHMWPE/CNTs凝胶体系中具有成核剂作用，CNTs可使UHMWPE晶粒尺寸下降、热结晶温度升高，结晶速率略有提高；利用Raman光谱对UHMWPE/CNTs复合纤维中CNTs的取向结构研究结果表明，随着牵伸倍数的增大，CNTs逐渐沿纤维轴向排列；力学性能测试表明，CNTs最佳添加量为2wt%，此时UHMWPE/CNTs复合纤维与未添加CNTs的UHMWPE纤维相比，抗蠕变性能大大提高，断裂强度和杨氏模量分别为23.8cN/dtex和1031cN/dtex。此外，添加CNTs之后，UHMWPE/CNTs复合纤维的热稳定性能也得到一定程度提高。【关键词】超高分子量聚乙烯；抗蠕变性能；力学性能；碳纳米管；热性能；【篇名】UHMWPE/CNTs复合纤维的制备及抗蠕变性能的研究【目录】UHMWPE/CNTs复合纤维的制备及抗蠕变性能的研究摘要3-4Abstract4第1章绪论10-341.1UHMWPE纤维概述101.2UHMWPE纤维研究状况10-121.2.1UHMWPE纤维国外研究状况10-111.2.2UHMWPE纤维国内研究状况11-121.3UHMWPE纤维的性能及用途12-161.3.1UHMWPE纤维的性能12-151.3.2UHMWPE纤维的用途15-161.3.2.1绳索缆绳151.3.2.1.1商业捕鱼151.3.2.1.2工业应用151.3.2.1.3海洋运输151.3.2.1.4海洋工业151.3.2.1.5船艇绳缆151.3.2.1.6钓鱼线151.3.2.2安全防护15-161.3.2.2.1人身防护151.3.2.2.2机动车辆防护15-161.3.2.3网类161.3.2.3.1商业捕鱼161.3.2.3.2航空运输161.3.2.4高性能纺织物161.3.2.4.1防割手套161.3.2.4.2帆船帆布161.4UHMWPE纤维纺丝工艺16-171.5UHMWPE纤维存在的缺陷及其蠕变17-191.5.1UHMWPE纤维存在的缺陷171.5.2UHMWPE纤维的蠕变17-191.6UHMWPE纤维的改性研究19-221.6.1共混填充改性191.6.2过氧化物交联法19-201.6.3多次拉伸法201.6.4紫外辐照交联法20-211.6.5高能射线辐射211.6.6偶联剂改性法21-221.6.7其他221.7碳纳米管22-311.7.1碳纳米管概述22-231.7.2碳纳米管的结构23-241.7.3碳纳米管的制备方法24-251.7.3.1电弧放电法241.7.3.2复合电极电弧催化法241.7.3.3碳氢化合物催化裂解法241.7.3.4激光蒸发法24-251.7.4碳纳米管的纯化25-291.7.4.1物理纯化法25-271.7.4.1.1离心过滤纯化法25-261.7.4.1.2凝胶渗透色谱法261.7.4.1.3电泳纯化法26-271.7.4.2化学纯化法27-281.7.4.2.1气相氧化纯化法27-281.7.4.2.2液相氧化纯化法281.7.4.2.3电化学纯化法281.7.4.3综合纯化法28-291.7.5碳纳米管的功能化29-311.7.5.1共价功能化29-301.7.5.2非共价功能化30-311.8UHMWPE/CNTs复合纤维的研究进展31-321.9本课题的目的及意义32-34第2章实验部分34-402.1实验原料及设备34-352.1.1实验原料342.1.2实验设备34-352.2CNTs酸氧化纯化和功能化35-362.3UHMWPE/CNTs复合纤维的制备36-372.3.1UHMWPE/CNTs冻胶丝的制备362.3.2UHMWPE/CNTs冻胶纤维的萃取362.3.3UHMWPE/CNTs萃取纤维的干燥36-372.3.4UHMWPE/CNTs复合纤维的超倍牵伸372.4测试与表征37-402.4.1原样CNTs、纯化以及功能化CNTs的FTIR测试372.4.2原样CNTs、功能化CNTs热性能测试37-382.4.3原样CNTs、功能化CNTs的SEM形态测试382.4.4原样CNTs、纯化以及功能化CNTs在白油沉降性测试382.4.5CNTs在UHMWPE/CNTs复合纤维中取向结构测试382.4.6UHMWPE/CNTs复合纤维的结晶性能的测试38-392.4.7UHMWPE/CNTs复合纤维力学性能测试392.4.8UHMWPE/CNTs复合纤维热性能测试39-40第3章结果与讨论40-603.1UHMWPE/CNTs复合纤维的萃取时间确定40-413.2CNTs酸氧化纯化及功能化的研究41-473.2.1FTIR谱图分析41-423.2.2CNTs纯化及功能化过程中原理分析42-443.2.3CNTs的TG分析44-453.2.4CNTs形态的SEM研究45-473.3CNTs在UHMWPE的溶剂中稳定性研究47-493.4UHMWPE/CNTs复合纤维性能研究49-603.4.1UHMWPE/CNTs复合纤维中CNTs的取向研究49-523.4.2UHMWPE/CNTs复合纤维结晶性能研究52-563.4.3UHMWPE/CNTs复合纤维热性能的研究563.4.4UHMWPE/CNTs复合纤维力学性能及蠕变性能研究56-60第4章结论60-61参考文献61-68攻读硕士学位期间发表的学术论文68-69致谢69-70论文检索信息70-72