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上海超高分子量聚乙烯化學(xué)改性兩種方法

  
化學(xué)改性主要包括化學(xué)交聯(lián)改性和輻射交聯(lián)改性兩種方法。
   
1. 化學(xué)交聯(lián)改性
    化學(xué)交聯(lián)改性是通過化學(xué)方法改變樹脂分子結(jié)構(gòu)或分子形態(tài)使樹脂獲得新的性能。采用該法不僅能夠改變一種樹脂的性能，而且可以制造出新品樹脂材料。通過交聯(lián)，UHMWPE的結(jié)晶度下降，被掩蓋的韌性又表現(xiàn)出來。它又可分為過氧化物交聯(lián)和偶聯(lián)劑交聯(lián)兩種方法。
    （1）過氧化物交聯(lián)。UHMWPE經(jīng)過氧化物交聯(lián)后有體型結(jié)構(gòu)卻不是完全交聯(lián)，因此具有熱可塑性和優(yōu)良的硬度、韌性以及耐應(yīng)力開裂等性能。清華大學(xué)采用過氧化二苯甲酰(DCP)為交聯(lián)劑對超高分子量聚乙烯進行交聯(lián)改性研究，DCP的用量一般控制在1%以內(nèi)，當(dāng)DCP用量為0.25%時，沖擊強度可提高48%。隨著DCP用量的增加，熱變形溫度也提高。
    （2）偶聯(lián)劑交聯(lián)。偶聯(lián)劑主要有超高分子量聚乙烯基硅氧烷和丙烯基硅氧烷這兩類硅烷偶聯(lián)劑。常用的有乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷。偶聯(lián)劑通常由過氧化物引發(fā)，常用的是DCP，催化劑為有機錫衍生物。由于過氧化物也發(fā)生交聯(lián)，為控制交聯(lián)度，應(yīng)嚴(yán)格控制過氧化物用量。硅烷交聯(lián)UHMWPE的成型過程首先使過氧化物受熱分解為化學(xué)活性很高的游離基，這些游離基奪取聚合物分子中的氫原子使聚合物主鏈變?yōu)榛钚杂坞x基，然后與硅烷產(chǎn)生接枝反應(yīng)，接枝后的UHMWPE在水及硅醇縮合催化劑的作用下發(fā)生水解縮合，形成交聯(lián)鍵即得硅烷交聯(lián)UHMWPE。
    
2 輻射交聯(lián)改性 
    輻射交聯(lián)改性是采用電子射線或γ-射線直接對UHMWPE制品進行照射使分子發(fā)生交聯(lián)。在一定劑量的電子射線或其他射線的作用下，超高分子量聚乙烯分子中的一部分主鏈或側(cè)鏈被射線切斷，產(chǎn)生一定量的自由基，這些自由基彼此結(jié)合。在超高分子量聚乙烯內(nèi)部形成交聯(lián)鏈，達到交聯(lián)改性的目的。輻射交聯(lián)反應(yīng)主要發(fā)生在聚合物表面，不影響其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性能。經(jīng)一定劑量輻照后，UHMWPE的蠕變性、浸油性和硬度等物理性能得到一定程度的改善。用γ射線對人造UHMWPE關(guān)節(jié)進行輻射，在消毒的同時使其發(fā)生交聯(lián)，可增強人造關(guān)節(jié)的硬度和親水性，并且使耐蠕變性得以提高，從而延長其使用壽命。另外利用輻射將UHMWPE與聚四氟乙烯(PTFE)接枝結(jié)合，也可改善UHMWPE的磨損和蠕變行為。
    此外，也可以通過熱處理對UHMWPE進行改性。如把UHMWPE粉末在140-275℃下進行l(wèi)-30min的短期加熱(瞬時加熱不會引起降解)，發(fā)現(xiàn)超高分子量聚乙烯可大大提高某些物理力學(xué)性能，如透明性、制品表面的光潔度和低溫力學(xué)性能。http://www.wxlpbxg.com


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