[发明专利]超高分子量聚乙烯复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种超高分子量聚乙烯复合材料，其包括由碳纳米管与超高分子量聚乙烯在高速气流冲击下复合得到的产物；其中，所述复合材料中碳纳米管的质量百分含量为0.1‑0.5％。本发明还提供一种超高分子量聚乙烯复合材料的制备方法。本发明的超高分子量聚乙烯复合材料具有优良的耐摩擦磨损性能，相比纯的超高分子量聚乙烯材料，磨损率降低了62.5％，摩擦系数降低了7.4％。本发明的制备方法无需采用有机溶剂，不会对环境造成危害，也无需添加任何的加工助剂，工艺简单，成本低。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，特别是一种超高分子聚乙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

超高分子量聚乙烯(Ultra-high molecular weight polyethylene,UHMWPE)是一种线型的高分子聚合物，其分子量通常在1×10⁶g/mol以上。极大的分子量导致分子间强烈的互相缠绕，带来优良的力学性能，使得其具备良好的润滑性能、耐冲击、耐磨损、耐化学腐蚀等性能。但与其他工程塑料相比，它的抗摩擦磨损能力差，从而影响了其使用效果和应用范围，目前通常采用添加填料使UHMWPE成为复合材料来改善其性能。

在以UHMWPE为基体制备复合材料时，一般是通过将UHMWPE、填料和加工助剂混合，经过热压成型形成复合材料。该制备过程中涉及添加较多的加工助剂，生产加工成本较高，制备过程复杂。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐磨性能好、制备工艺简单的超高分子聚乙烯复合材料及其制备方法。

本发明一方面提供一种超高分子量聚乙烯复合材料，其包括由碳纳米管与超高分子量聚乙烯在高速气流冲击下复合得到的产物；其中，所述复合材料中碳纳米管的质量百分含量为0.1-0.5％。

本发明另一方面提供一种制备上述复合材料的方法，包括如下步骤：将碳纳米管与超高分子量聚乙烯混合后在高速气流冲击下复合，得到复合材料。

本发明的超高分子量聚乙烯复合材料具有优良的耐摩擦磨损性能，相比纯的超高分子量聚乙烯材料，磨损率降低了62.5％，摩擦系数降低了7.4％。本发明的超高分子量聚乙烯复合材料的制备方法，采用高速气流冲击式颗粒复合系统制备，该系统利用高速运动的转子产生高速气流来带动颗粒做高速运动，使得颗粒表面活化，可以在短时间使得碳纳米管包裹超高分子量聚乙烯颗粒，从而形成耐磨损性能优良的超高分子量聚乙烯复合材料。本发明的制备方法无需采用有机溶剂，不会对环境造成危害，也无需添加任何的加工助剂，工艺简单，成本低。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施例2中制备的超高分子量聚乙烯复合材料的SEM图。

图2是本发明实施例3中制备的超高分子量聚乙烯复合材料的SEM图。

图3是本发明实施例4中制备的超高分子量聚乙烯复合材料的SEM图。

图4是本发明实施例5中制备的超高分子量聚乙烯复合材料的SEM图。

图5是本发明实施例6中制备的超高分子量聚乙烯复合材料的SEM图。

图6是实施例1-6制备的超高分子量聚乙烯复合材料摩擦系数曲线图。

图7是实施例1-6制备的超高分子量聚乙烯复合材料磨损率曲线图。

具体实施方式

本发明提供一种超高分子量聚乙烯复合材料，其包括由碳纳米管与超高分子量聚乙烯在高速气流冲击下复合得到的产物；其中，所述复合材料中碳纳米管的质量百分含量为0.1-0.5％。