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自增强聚合物

/self reinforced composite/
条目作者雷军

雷军

最后更新 2022-12-23
浏览 127
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通过加入相同分子结构的增强相(通常为高度取向的纤维)或仅依靠特殊的加工方法将聚合物部分分子链排列成高度取向的增强相(包括纤维状结构、纤维晶、伸直链晶体或串晶等),从而达到增强目的的一类聚合物。

英文名称
self reinforced composite
所属学科
化学

包括:①对于加入相同分子结构不同凝聚态结构增强相的自增强聚合物,英国利兹大学的研究人员在1975年第一次提出了单一聚合物复合材料(single polymer composites; SPC)的概念。比如利用聚合物纤维增强同一组分的聚合物基体,典型的例子有:尼龙6自增加材料(尼龙6纤维增强尼龙6)、聚丙烯自增强材料(聚丙烯纤维增强聚丙烯)和聚乙烯自增强材料(超高分子量聚乙烯增强高密度聚乙烯)等。其他还包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乳酸(PLA)、液晶纤维素等。制备这类自增强聚合物的方法主要有热压法、原位浇铸法、薄膜叠层法、粉末浸渍法和溶液浸渍法等。产品主要用于车底护板、旅行箱、运动器材、防护用品和头盔等。②不通过加入同质增强相,而利用加工方法在聚合物基体中产生增强相同样可以增强聚合物。此种自增强聚合物的增强相通常也是高度取向的结构,比如无定形聚合物中刚性伸直链结构、半晶聚合物中伸直链晶体和串晶等。此类自增强聚合物的制备原理有两种,一是利用固相下的大形变使聚合物内部的分子链高度取向并固定下来;二是在高分子熔体或溶液中产生一种规整伸直链,再通过某种方法将此规整伸直链结构固定于材料中,以达到增强的目的。获得此类自增强聚合物的方法主要有:超级拉伸、固相等静压挤出、等通道转角挤压、高压注塑、旋转挤出、动态保压注塑、振动注射、振动挤出、纺丝等。其中前三者皆属于固相形变法,其余的属于控制熔(溶)相结晶的熔体加工自增强法。

在自增强聚合物中,基体相和增强相是由不同凝聚态的同种聚合物所构成,因此不存在常规增强复合材料中基体相与增强相之间普遍存在的界面问题,同时还有密度低、完全可回收、高强度、高韧性的优点。

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