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一般說來,聚合物的分子量或聚合度要達(dá)到某一數(shù)值(臨界聚臺(tái)度)后,才能顯示出適用的機(jī)械強(qiáng)度。對(duì)強(qiáng)極性聚合物,臨界聚合度為40,面非極性聚合物的臨界聚合度為80,弱極性聚合物的介于兩者之間。另外需要特別注意到的是隨著聚合度的增加,力學(xué)強(qiáng)度也相應(yīng)增加,但是聚合度大于200-250后,聚乙烯板材的力學(xué)強(qiáng)度增加就不多了。除此之外,當(dāng)聚合度達(dá)到600-700時(shí),繼續(xù)增加分子量對(duì)聚乙烯板材的強(qiáng)度也不再明顯地增加。所以說我們要選擇的分子量才能更好的實(shí)現(xiàn)超高分子量聚乙烯板材的良好的力學(xué)性能。
超高分子量聚乙烯板材中聚乙烯高分子達(dá)到了極高的取向度和結(jié)晶度,從而使纖維具有質(zhì)輕、柔軟、高強(qiáng)、高模等優(yōu)良特性,超高分子量聚乙烯板材不僅斷裂伸長(zhǎng)低、撓曲壽命長(zhǎng),、耐沖擊、低導(dǎo)電性、水性、斷裂功大、還具有很強(qiáng)的吸收能量的能力,突出抗擊性和抗切割韌性。同時(shí),超高分子量聚乙烯板材能抗紫外線和耐各種化學(xué)腐蝕。當(dāng)然它也存在著缺點(diǎn),耐熱性低在應(yīng)力下的熔融溫度為145~160℃,壓縮性較差,有可燃性并存在一定蠕變性。
超高分子量聚乙烯板材的性能,不僅僅是由聚合材的微觀化學(xué)結(jié)構(gòu)所決定,另外還和材料的外觀形態(tài)結(jié)構(gòu)性能有關(guān)。從聚合物原辯到獲得可供使用的高分子材料及制品必須經(jīng)過輸運(yùn)、熔融、混合、復(fù)合、化學(xué)改性等加工與成形過程。在這個(gè)過程中,溫度場(chǎng)、流場(chǎng)、其他物理與化學(xué)場(chǎng)交織在一起,也即在由衡場(chǎng)、遠(yuǎn)離平衡場(chǎng)所組成的復(fù)雜體系中,聚合物等組成物的各層次內(nèi)部結(jié)構(gòu)經(jīng)歷著復(fù)雜的物理與化學(xué)變化。
因此,超高分子量聚乙烯板材材料成形加工成了與化學(xué)、物理一起組成的材料科學(xué)中相互變叉的三元環(huán)中必不可少的一環(huán)。