超高分子量聚乙烯纤维的表面辐射改性研究

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维具有质量轻、强度高、抗化学腐蚀、生物惰性等诸多优异性能，是一种战略材料，但其因表面惰性，难与其它高分子树脂基材复合制备高性能纤维增强复合材料。表面氧化或接枝是改善UHMWPE纤维表面极性，提高纤维与其它高分子基材结合能力的有效途径，而辐射接枝和辐射氧化作为辐射化学的基本手段非常适合于UHMWPE纤维的表面改性。本项目拟系统研究UHMWPE纤维辐射诱导产生的自由基及反应行为，通过控制自由基与氧分子或有机单体的反应引入新的基团改善纤维表面相容性。同时研究辐照剂量对纤维力学性能和内部微观结构的影响，并尽可能降低纤维的辐射损伤。UHMWPE纤维的辐射表面改性技术有望得到实际应用，并在纤维增强高分子复合材料方面发挥重要作用。

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维具有质量轻、强度高、抗化学腐蚀、生物惰性等诸多优异性能，是一种战略材料，以UHMWPE纤维为基材有望制备出性能优良的改性纤维或功能纤维材料。辐射技术作为一种有效手段已经广泛应用于制备功能高分子材料，本项目系统开展了UHMWPE纤维的辐射改性研究。项目从UHMWPE纤维的辐射效应入手，研究了UHMWPE纤维辐射诱导自由基的产生、种类归属和演变过程，发现了辐射诱导UHMWPE纤维自由基信号的规整性和自由基寿命的长效性等特点；系统研究并归纳了辐照过程对纤维性能和结构的影响规律，揭示了UHMWPE纤维的辐射损伤机理，提出了纤维的表面辐射氧化反应模型，奠定了控制辐射损伤的理论基础；开展了辐射接枝聚合改性UHMWPE纤维的研究，明确了接枝聚合反应的影响因素，对改性纤维的性能和结构进行了深入研究，得出了辐射损伤是影响UHMWPE改性纤维机械性能的主要因素等重要结论。本项目获得的研究成果可以用于指导开发UHMWPE纤维表面辐射改性技术，有望在制备UHMWPE纤维基改性材料和功能化纤维材料方面发挥重要作用。