一种超高分子量聚乙烯纳米复合材料的制备方法

摘要

本发明公开一种超高分子量聚乙烯纳米复合材料的制备方法。利用冻胶法制备UHMWPE冻胶成型，涉及大量溶剂的使用和回收，生产成本较高，生产效率低、易污染环境。该方法是首先将超高分子量聚乙烯、生物质纳米晶、抗氧化剂加入溶剂中，先经过溶胀过程，再经过溶解过程，得到超高分子量聚乙烯纳米填充冻胶；然后将超高分子量聚乙烯纳米填充冻胶注入双螺杆挤出机中，通过计量泵后经口模或喷丝孔挤出，经萃取、干燥和热牵伸得到超高分子量聚乙烯纳米复合材料。本发明方法减少了溶剂的使用量，大幅降低UHMWPE复合材料制品的成本，进而通过优化制备工艺，提高制品性能，进一步拓展UHMWPE的应用领域。

主权项

一种超高分子量聚乙烯纳米复合材料的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤(1).将超高分子量聚乙烯、生物质纳米晶、抗氧化剂加入溶剂中，先经过溶胀过程，再经过溶解过程，得到超高分子量聚乙烯纳米填充冻胶；所述的超高分子量聚乙烯的分子量为150～450万，其形态为粉末状，粉末的平均粒径为100～500微米、粒径分布宽度为0.5～0.7、堆密度为0.3～0.5 g/cm3；所述的生物质纳米晶为纤维素纳米晶或甲壳素纳米晶，其形态为棒状，平均直径为10～50纳米，平均长径比为20～100，相对羟基含量为2.8～4.2；所述的抗氧剂为2，6‑二叔丁基‑4‑甲基酚、3‑(3，5‑二叔丁基‑4‑羟基苯)丙酸十八烷基酯、亚磷酸三(十二烷基)酯、亚磷酸三(十八烷基)酯、三硫代亚磷酸三(十二烷基)酯、亚磷酸三(2，4‑二甲基苯)酯或亚磷酸三(2，4‑二叔丁基苯)酯；所述的溶剂为十氢萘、白油或煤油；超高分子量聚乙烯与溶剂的质量比为1～4：6；生物质纳米晶与超高分子量聚乙烯的质量比为0.001～0.01:1；抗氧剂与超高分子量聚乙烯的质量比为0.001～0.02:1；步骤(2).将超高分子量聚乙烯纳米填充冻胶注入双螺杆挤出机中，通过计量泵后经口模或喷丝孔挤出，经萃取、干燥和热牵伸得到超高分子量聚乙烯纳米复合材料。