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聚乙烯是当前渔业上使用最多的材料之一,在捕捞作业过程中,渔具材料会直接影响到渔具性能以至于影响渔获的产出。材料的力学性能、蠕变性能、抗老化性能直接影响到渔具的寿命。因此,渔具的生产不光要注重渔具的设计,渔具材料的选择也应该与时俱进。石墨烯由于具有高的拉伸模量和强度,并且具有较大的比表面积、质量轻、热导率和电导率高等优点,一直受材料学界的高度关注,因此石墨烯/聚合物复合材料具有良好的应用前景。但在渔用领域方面,石墨烯改性绳网材料少有研究及应用。本论文利用石墨烯(GR)与超高分子量聚乙烯(UHMWPE)材料进行熔融纺丝制备改性单丝及其渔网,并对其热性能、力学性能、蠕变性能、抗老化性能、水动力性能等进行研究,结果如下:(1)采用熔融纺丝法制备了渔用UHMWPE/GR纳米复合纤维,研究了GR含量对UHMWPE纤维结构、热性能、力学性能与抗蠕变性能的影响。结果显示,GR在UHMWPE纤维基体中的以纳米级分散为主,当GR含量为1‰和3‰时,GR在UHMWPE纤维基体中分散均匀,与纯UHMWPE纤维相比,UHMWPE/GR纳米复合纤维的断裂强度和结节强度均有显著提高,而同时蠕变率下降。动态力学性能分析表明UHMWPE/GR纤维中纳米粒子和聚乙烯链段相互作用力增强,晶区附近受限的非晶区链段增多,α转变峰逐渐增强增宽。通过纳米改性技术引入石墨烯之后,可以显著提高超高分子量聚乙烯纤维的力学性能和抗蠕变性能,为实现渔用材料的高性能化提供了理论依据。(2)利用紫外老化试验研究了GR的引入对UHMWPE纤维抗老化性能的影响。红外分析结果显示,与纯UHMWPE纤维相比,UHMWPE/GR的羰基指数增加量从82%下降到了63%。从力学性能的结果来看,经过紫外老化试验后,UHMWPE、UHMWPE/GR复合纤维试样的强力保持率分别为33.6%、37.1%,UHMWPE/GR复合纤维具有更优异的耐老化性能。结果表明,在UHMWPE纤维中引入石墨烯,可以较为显著的提高超高分子量聚乙烯纤维的耐老化性能。(3)以UHMWPE纤维和UHMWPE/GR-3‰纳米复合纤维为基体,编制成渔网(60tex×2×3-25mm),研究了改性前后的UHMWPE渔网的力学性能和网片的水动力性能。结果表明,UHMWPE/GR复合纤维网片的水阻力低于纯UHMWPE网片的水阻力,GR改性渔网的力学性能也得到了显著改善。(4)采用熔融纺丝法制备超高分子量聚乙烯、高密度聚乙烯、GR共混纤维(UHMWPE/HDPE/GR),研究了GR含量对UHMWPE/HDPE纤维结构、热性能、力学性能与抗蠕变性能的影响。结果显示,GR在UHMWPE/HDPE纤维基体中的分散基本均匀。与纯UHMWPE/HDPE纤维相比,适当含量的石墨烯引入可以大幅度提高其断裂强强力、结节强力和抗蠕变性能,但当石墨烯含量增至1%以上时,可能出现了团聚导致断裂强力和抗蠕变性能的下降。此外,石墨烯的加入可以有效提高UHMWPE/HDPE纤维的储能模量,体现为纤维刚性的增加,力学性能的增强。