Page 228 - 《水产学报》2026年第3期

3 期 陈逸鸿，等：紫外辐照对渔用中高强 UHMWPE 纤维结构与性能的影响 50 卷

表 1 实验设备及详细信息
Tab. 1 Experimental equipment and detailed information
仪器名称 型号 厂家
instrument name model factory
缕纱测长仪 filament length tester YG086 常州第二纺机厂
电子天平 electronic balance FA2004N 上海精密仪器公司
扫描电镜 scanning electron microscope JSM-6390LA 日本电子株式会社
傅里叶变换红外光谱仪 Fourier transform infrared spectrometer Spectrum Two 美国Perkin Elmer公司
热重分析仪 thermogravimetric analyzer TGA 4 000 美国Perkin Elmer公司
差示扫描量热仪 differential scanning calorimeter 204F1 德国Netsch公司
强力试验机 strength testing machine Instron 4 466 美国INSTRON公司
紫外灯耐候试验箱 ultraviolet weathering test chamber WJ-UV-340 杭州五嘉机械有限公司

验室光源暴露实验方法 第 3 部分：荧光紫外灯法》 热重分析 (TGA) 采用美国的 TGA-4 000
[12]
(GB/T16422.3-2022) ，对测试样品进行如下操作： 热重分析仪对紫外辐照 0~28 d 的 UHMWPE 纤维
试验箱内的相对湿度选择 10%，先将试验样品放 样品进行热失重测试。使用电子天平秤取 7~10 mg
置在箱内进行 5 h 的紫外辐照，然后将温度设置 样品，放入氧化铝制成的坩埚中，选择氮气作为
为 20 ℃，继续进行辐照和喷水处理，时长为 1 h； 实验的保护气体。实验参数设置：温度区间为
最后将温度设置为 50 ℃，对样品进行紫外辐照 7 d 30~600 ℃，升温速率为 10 ℃/min。实验结束后
(168 h)、14 d (336 h)、21 d (504 h) 和 28 d (672 h)。 对 TGA 图谱作微分求导处理，得到微商热重曲
将每个时间梯度紫外辐照后的样品按照力学性能 线 (DTG 曲线) 图谱，根据 TGA 及 DTG 图谱分析
拉伸测试方法进行试验。 所测试的纤维样品。

1.4 参数测试与方法 力学性能拉伸测试 采用的强力试验机型
号为 Instron-4 466，厂家为美国 INSTRON 公司，
线密度测试 按照线密度测定法将需要测
对紫外辐照 0~28 d 的 UHMWPE 纤维进行力学拉
试的 UHMWPE 纤维样品在 YG086 型缕纱测长仪
伸实验，通过拉伸实验测试不同 UHMWPE 纤维
上准确截取 10 m 固定长度，使用电子天平称量样
的断裂强力 ( F d )、结节强力 ( F j ) 和断裂伸长率
品重量 (g)，并测量出样品线密度 (ρ )，每种样品 ( ε d )；根据下面所列公式计算不同纤维样品的断
x
测试 6 次，取平均值。
裂强度 ( F t ) 以及断裂伸长率 ( ε d )。实验条件设置：
微观形貌实验 使用型号为 JSM-6390LA
实验室温度为 20 ℃、湿度为 62%，以 250 mm/min
的扫描电镜进行微观形貌实验，对紫外辐照 0 和
的速率对 700 mm 长的试样进行拉伸性能测试。
28 d 的 UHMWPE 纤维进行微观观测，对比紫外
夹具为 S 型，每个样品多次测量 (≥10 次) 后取平
辐照前后样品的微观差异。观测样品的长度约
均值，变异系数保持在 5% 以内。
10 mm，截取所有试验纤维样品的中部进行观测，
经过喷金 30 s 处理后进行试验。试验过程中，扫 F t = F d /ρ x
描电子显微镜的实验条件设置为工作电压 10 kV，
L d = L− L 0
放大倍数 550~1 000，实验室温度 22 ℃。
L d − L 0
红外光谱 (FTIR) 实验 使用傅里叶变换 ε d (%) = ×100%
L 0
红外光谱仪进行实验，设备型号为 Spectrum Two，
式中， F t 为断裂强度 (cN/dtex)； ρ x 为线密度 (dtex)；
厂家为美国 Perkin Elmer 公司，对紫外辐照 0~28 d
F d 为断裂强力 (N)； ε d 为断裂伸长率； L d 为试样
的 UHMWPE 纤维样品进行微观结构测试。实验
断裂时的伸长长度 (mm)； L为试样拉伸至断裂时
室温度为 22 ℃、相对湿度为 62%，仪器的测试条
的长度 (mm)； L 0 为试样拉伸前的长度 。
[13]
−1
件：红外光谱的波数范围为 4 000~500 cm ，分辨
1.5 数据分析
−1
率为 4 cm ，扫描 8 次，记录测试样品的红外光
谱图，根据光谱图上的特征峰频率进行分析。 所有实验数据采集后，先使用 Excel 2016 软
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