渔用超高分子量聚乙烯/石墨烯纳米复合纤维的结构与蠕变性能

摘要

cqvip:采用熔融纺丝法制备渔用超高分子量聚乙烯(UHMWPE)/石墨烯(GR)纳米复合纤维,研究了GR含量对UHMWPE纤维结构、热性能、力学性能与蠕变性能的影响。结果显示,GR在UHMWPE纤维基体中的分散情况以纳米级厚度为主,当GR含量为1‰和3‰时,GR在UHMWPE纤维基体中分散均匀,当GR含量为5‰时,GR在UHMWPE纤维基体中出现大的团聚体。与纯UHMWPE纤维相比,UHMWPE/GR纳米复合纤维的断裂强度和结节断裂强度均有显著提高,表明一定含量的GR可有效增强UHMWPE的抗蠕变性能且降低其蠕变速率。当GR含量为3‰时,断裂强力提高了31.9%,蠕变率降低了27.3%。当UHMWPE经GR改性后,纳米粒子与聚乙烯链段相互作用力增强,晶区附近受限的非晶区链段增多,α转变峰逐渐增强增宽。研究表明,通过纳米改性技术,可以显著提高超高分子量聚乙烯纤维的力学性能和抗蠕变性能,为实现渔用材料的高性能化提供理论依据。