超高分子量聚乙烯板材特种纤维一般是指具有高强度高模量并且耐高温的纤维,但也没有严格的定义。一般而言,大家公认的特种纤维有:芳纶(聚对苯二甲酰对苯二胺,PPTA,Kevlar),碳纤维,超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维,聚苯并噻唑(PBT)纤维,芳香族聚酯纤维等。芳纶纤维是由聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)的液晶溶液经干喷湿纺工艺成型而制得,按分子结构称为“芳香聚酰胺纤维”,美国商品名为Kevlar纤维。
早在1968年美国杜邦公司就开始了芳香聚酰胺树脂的合成及成纤工艺研究,于1972年杜邦公司实现了聚对苯二甲酰对苯二胺纤维的工业化生产,称为B纤维,规模为2000吨/年,1973年改称为Kevlar纤维。芳纶具有优异的力学性能,抗张强度280kg/mm2,模量为6480kg/mm2和13300kg/mm2,断裂伸长率为2.3~4.0%,比重轻,而且耐高温(可在250℃以下使用)。芳纶纤维主要应用于飞机、火箭、导弹等航空、航天等器具中使用的复合材料,此外还用于汽车、船舶、防弹衣、滑雪板等应用领域的复合材料,以及绳缆,耐高温过滤材料等。碳纤维是以合成纤维或人造纤维为原料,在张力下经热处理预氧化成不熔纤维,进一步在惰性气氛下高温烧制碳化(或称石墨化)而成。
超高分子量聚乙烯板材产品改性一、流动性改性:①UHMWPE与LCP共混,大大改善了流动性,可以用单螺杆挤出机加工;LCP添加量越多,混合料的流动性也越好;②UHMWPE与PE共混,PE的添加量在30%以下,以确保共混料既有良好的加工性,又不会降低太多优异性能;③UHMWPE中加入10%以下的聚乙烯蜡、硬脂酸盐等助剂;④UHMWPE中加入3~5%的层状纳米硅酸盐,熔体流动指数可以达到0.2~0.4g/10min;⑤UHMWPE中加入1%的热解硅石,可以作为聚乙烯的成核剂来改善流动性。二、耐磨性改性:加入偶联处理过的二硫化钼、石墨、超细炭黑、超细玻璃微珠、碳纤维、聚四氟乙烯等可以降低摩擦系数、提高耐磨性;而加入橡胶、聚氨酯等则提高摩擦系数。三、耐热性改性:用等离子体交联处理后,可提高UHMWPE的使用温度达到200℃;在UHMWPE中填充偶联处理过的无机填料(如玻璃微珠、硅灰石、滑石粉、云母、碳酸钙等)可以明显提高热变形温度HDT。四、导热性改性:加入铜粉、铝粉、铅粉等金属粉末可以提高UHMWPE的导热性;五、力学改性。
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