UHMWPP复合纤维的制备与表征的开题报告.docx

冻胶纺UHMWPE/UHMWPP复合纤维的制备与表征的开题报告
一、选题背景及意义
超高分子量聚乙烯（UHMWPE）是一种材料特殊的超长链聚合物，具有优异的力学性能、耐磨性、抗化学腐蚀性能和低摩擦系数等优异性质，在国防、医疗、航空航天、能源等领域得到广泛应用。然而，UHMWPE相对于其他材料来说，存在一些缺陷，如其较低的热稳定性和较差的拉伸强度和刚度等，另外，UHMWPE的制备成本较高，无法被大规模生产。为了解决这些困难，并进一步改善UHMWPE的性能，纤维增强复合材料作为一种重要的研究方向应运而生。
目前，已有很多研究表明，将UHMWPE纤维与其他材料复合可以改善其力学性能和热稳定性，提高其生产效率和经济效益。在这项技术中，冻胶纺技术的应用具有很大的潜力。冻胶纺技术是将两种或两种以上的材料在纳米尺度下均匀混合，形成新的纳米复合材料。由于这种技术可以通过控制复合材料的组成和结构来调节其力学性能和热稳定性，因此其在制备UHMWPE复合纤维方面有着重要的应用前景。
二、研究内容和方法
本研究将采用冻胶纺技术制备UHMWPE/UHMWPP复合纤维，并基于此研究其力学性能和热稳定性。具体包括以下研究内容：
1.制备UHMWPE/UHMWPP复合胶液
采用共溶剂法制备UHMWPE/UHMWPP复合胶液，将UHMWPE和UHMWPP溶解于相同的溶剂中，然后将混合溶液制备成冻胶；
2.冻胶纺制备UHMWPE/UHMWPP复合纤维
在冻胶状态下，将UHMWPE/UHMWPP复合胶液连接到旋转气流纺丝机上，利用旋转气流把纤维形成在相应的收集器上；
3.纤维力学性能测试
利用单轴拉伸测量仪测试UHMWPE/UHMWPP复合纤维的拉伸强度、断裂伸长率、弹性模量等力学性能；
4.热稳定性测试
采用热重分析仪测量UHMWPE/UHMWPP复合纤维在不同温度下的重量损失率。
三、预期成果
本研究将表征制备的UHMWPE/UHMWPP复合纤维的力学性能和热稳定性，通过对比实验结果，探究UHMWPP对UHMWPE性能的影响，并为制备UHMWPE复合纤维提供一种新途径和方法。预计可达到以下预期成果：
1.首次通过冻胶纺技术制备UHMWPE/UHMWPP复合纤维，体现了冻胶纺技术在纤维材料制备中的应用潜力；
2.探究UHMWPP对UHMWPE力学性能和热稳定性的影响，为优化UHMWPE复合材料提供理论依据和实验数据；
3.加强了对UHMWPE纤维增强复合材料的认识和研究，发挥UHMWPE的性能，提高其综合性能，拓宽了其应用领域及市场前景。
四、可行性分析
UHMWPE/UHMWPP复合纤维是近年来新兴的研究方向，采用冻胶纺技术制备UHMWPE/UHMWPP复合纤维作为一种新的材料制备方法，具有很高的前景和可行性。本研究可以通过实验验证其可行性和有效性，同时在理论和实践方面加深对其原理和应用的研究。