ISSN : 1225-0112(Print)
ISSN : 2288-4505(Online)
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Kaolin/UHMWPE Composite via Polymerization Filling Method and its Mechanical and Wear Properties
Abstract
Kaolin/ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE) composite has been prepared via polymerization filling method which basically utilized in-situ Ziegler-Natta polymerization. Comparison of mechanical properties and wear behaviors has been performed between the in-situ polymerized composite and the composite prepared by traditional blending method. The polymerized composite showed a higher tensile modulus than the blended one without a significant loss of elongation properties of UHMWPE. In a ring-on-block type wear test, the kaolin/UHMWPE composite exhibited excellent wear resistance and its wear rate decreased linearly with kaolin content in the composite. The polmerized composites, which have uniform dispersion of kaolin and superior interfacial properties, displayed a lower wear rate than the mechanically blended one. Scanning electron microscopy (SEM) observations of frictional surfaces of wear specimens showed that the wear mechanisms of the composites were totally different from those of unfilledUHMWPE.
중합 충전에 의한 카올린/초고분자량 폴리에틸렌 복합체 제조와 복합체의 마모 및 기계적 특성 연구
초록
지글러-나타 촉매 담지를 이용하는 고분자 중합 충전법을 사용하여 카올린(kaolin) 무기입자가 충전된 초고분자량 폴리에틸렌 복합체를 합성하여 다양한 함량의 카올린/초고분자량 폴리에틸렌 복합체에 대해 중합 충전과 기계적 분말 혼합법으로 제조된 복합체의 기계적 물성 및 마모 거동에 대해 비교하였다. 중합 충전 방식으로 제조된 복합체가 기계적 분말 혼합 방식으로 제조된 것보다 높은 인장탄성률을가짐에도 불구하고 초고분자량 폴리에틸렌 고유의 연신 특성의 감소는 거의 없었다. 링온블록 마모시험기에서 수행된 마모실험에서 카올린/초고분자량 폴리에틸렌 복합체는 뛰어난 내마모성을 보여주었고 충전된 카올린 함량에 따라 마모속도는 선형적으로 감소하였다. 중합 충전에 의한 카올린/초고분자량 폴리에틸렌 복합체가 기계적 분말 혼합에 의한 복합체보다 우수한 내마모성을 보였으며 이는복합체 내의 균일한 카올린 분산과 보다 우수한 계면특성에서 비롯되는 것으로 해석된다. 마모시편 표면을 주사전자현미경으로 관찰한 결과, 카올린/초고분자량 폴리에틸렌 복합체는 충전되지 않은 초고분자량 폴리에틸렌과는 다른 메커니즘으로 마모가 일어남을 알 수 있었다.