高密度聚乙烯对超高分子量聚乙烯注塑制品性能的影响
PDF下载 (261)刘峰硕,王宇涛,王宗宝.高密度聚乙烯对超高分子量聚乙烯注塑制品性能的影响[J].宁波大学学报(理工版),2023,36(5):107-112.DOI:10.20098/j.cnki.1001-5132.2023.0329
LIU Fengshuo,WANG Yutao,WANG Zongbao.Effect of HDPE on properties of injection molded UHMWPE products[J].Journal of Ningbo University(Natural Science & Engineering Edition),2023,36(5):107-112.DOI:10.20098/j.cnki.1001-5132.2023.0329
| Title: | Effect of HDPE on properties of injection molded UHMWPE products |
| 作者: | 刘峰硕, 王宇涛, 王宗宝 |
| Author(s): | LIU Fengshuo, WANG Yutao, WANG Zongbao |
| 关键词: | 高密度聚乙烯; 超高分子量聚乙烯; 注塑; 综合性能 |
| Keywords: | high density polyethylene; ultra high molecular weight polyethylene; injection molding; com- prehensive performance |
| 分类号: | TQ325.1+2 |
| DOI: | 10.20098/j.cnki.1001-5132.2023.0329 |
| 文献标识码: | A |
| 摘要: | 针对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)加工难的问题, 使用高密度聚乙烯(HDPE)对UHMWPE进行共混改性, 并通过注塑成型的方法得到大尺寸UHMWPE/HDPE注塑制品, 探究了不同含量HDPE对注塑制品力学性能、耐磨性能及结构的影响. 结果表明: 每100份UHMWPE中加入2份HDPE时得到的注塑制品综合性能最优, 拉伸强度相比于纯UHMWPE注塑制品提升了27.9％, 冲击强度基本保持不变, 摩擦系数降低了98.5％, 砂浆磨损率降低了58.3％; 同时, 注塑制品的熔点、结晶度与取向度均有不同程度的提升. |
| Abstract: | Aiming at the difficulties with processing of ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE), high density polyethylene (HDPE) is used to blend with and modify UHMWPE, and large size UHMWPE/ HDPE products are obtained by injection molding. The effects of different content of HDPE are investigated on the mechanical properties, wear resistance, and structure of the products. The results show that the injection molded products with 2 parts of HDPE per 100 parts of UHMWPE achieve the best comprehensive performance. Compared with pure UHMWPE products, the improvements made through the presented techniques can be witnessed in the following indices: the tensile strength increases by 27.7％, the impact strength remains basically unchanged, the friction coefficient decreases by 98.5％, and the mortar wear rate cuts by 58.3％. Along with these ameliorations, the melting point, crystallinity, and orientation of the products are also improved to certain degrees. |
| 参考文献 /References: | [1] 赵宜明. 超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)的性能、加工及应用-(Ⅰ)[J]. 塑料, 1978, 7(3):61-70. [2] 向东. 超高分子量聚乙烯的应用及改性研究进展[J]. 化工科技市场, 2006, 29(5):41-45; 50. [3] 张文媛. 我国超高分子量聚乙烯的应用及研究现状[J]. 当代石油石化, 2017, 25(9):31-34; 50. [4] 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. [5] 周秀琪, 汪杰, 方庆忠. 超高分子量聚乙烯制品的改性进展[J]. 塑料, 2021, 50(3):88-92. [6] 刘强, 孔释笛. 高密度聚乙烯的应用研究及发展[J]. 建筑工程技术与设计, 2020(23):4040. [7] 邵鹏程, 王雁玉, 李渤, 等. 高密度聚乙烯的研究及应用[J]. 塑料制造, 2011(4):98-100. [8] 魏晓峰, 刘广建. 超高分子量聚乙烯的成型工艺最新研究现状[J]. 塑料挤出, 2004(5):10-13. [9] 李志, 王艳令, 刘持政, 等. 超高分子量聚乙烯成型技术研究进展[J]. 塑料, 2014, 43(2):38-43; 4. [10] 高百超, 杨于光, 张亚军, 等. 超高分子量聚乙烯材料注塑工艺参数的优化[J]. 塑料, 2017, 46(6):92-94. [11] Scheetz H A, Gilles R C. Melt processable UHMWPE: US4281070[P]. 1981-07-28. [12] 刘廷华, 徐鸣, 陈利民, 等. MMWPE与UHMWPE共混的力学性能研究[J]. 工程塑料应用, 2001, 29(9):1-3. [13] 许睿. 超高分子量聚乙烯加工特性与性能优化研究[D]. 北京: 北京化工大学, 2018. [14] GB/T 1040.1—2018. 塑料 拉伸性能的测定[S]. [15] GB/T 1843—2008. 塑料 悬臂梁冲击强度的测定[S]. [16] SH/T 1818—2017. 塑料 超高分子量聚乙烯砂浆磨耗试验方法[S]. [17] Yilmaz G, Yang H G, Turng L S. Injection molding of delamination-free ultra-high-molecular-weight polyethylene [J]. Polymer Engineering & Science, 2019, 59(11):2313-2322. [18] Niggli A. Crystal-structure analysis[J]. Zeitschrift Für Kristallographie, 1963, 118(3/4):335-336. [19] Winter W T. Structure of crystalline polymers(tadokoro, H.)[J]. Journal of Chemical Education, 1981, 58(12):A378. [20] Alexander L. X-ray diffraction methods in polymer science[J]. Journal of Materials Science, 1971, 6(1):93. [21] 王禹, 李统一, 遵倩. UHMWPE/HDPE共混体系的流动性和力学性能研究[J]. 山西化工, 2018, 38(5):18-20. [22] Wang A, Essner A, Polineni V K, et al. Lubrication and wear of ultra-high molecular weight polyethylene in total joint replacements[J]. Tribology International, 1998, 31(1/2/3):17-33. [23] 罗锦洁. 超高分子量聚乙烯摩擦学性能研究[J]. 城市地理, 2016, (12):234. [24] 冯园, 王宏球, 于俊荣. 超高分子量聚乙烯的磨损机理及耐磨改性研究进展[J]. 高分子通报, 2022(10):54-62. [25] 周健松, 阎逢元, 单小东. 超高分子量聚乙烯摩擦学性能研究进展[J]. 材料科学与工程学报, 2005, 23(1):142-145. [26] An M F, Xu H J, Lv Y, et al. Ultra-strong gel-spun ultra-high molecular weight polyethylene fibers filled with chitin nanocrystals[J]. RSC Advances, 2016, 6(25):20629-20636. [27] 张斌, 周科朝, 朱武, 等. 自增强高密度聚乙烯/超高分子量聚乙烯复合材料制备与表征[J]. 功能材料, 2007, 38(9):1507-1510. |
| 备注/Memo: | 收稿日期: 2023－03－20. 宁波大学学报（理工版）网址: http://journallg.nbu.edu.cn/ 基金项目: 浙江省“领雁”研发攻关计划（2023C01209）; 宁波市重大科技任务攻关项目（2021Z041）. 第一作者: 刘峰硕（1998－）, 男, 山东淄博人, 在读硕士研究生, 主要研究方向: 高分子材料加工. E-mail: 354339690@qq.com *通信作者: 王宗宝（1978－）, 男, 辽宁朝阳人, 教授, 主要研究方向: 高分子材料加工、聚集态结构调控. E-mail: wangzongbao@nbu.edu.cn 宁波大学学报（理工版）网址：http://journallg.nbu.edu.cn/ |
