Page 229 - 《水产学报》2026年第3期

3 期 水 产 学 报 50 卷

件进行初步计算，再使用 Origin 2024 软件对数据 振动 [16] 。随着紫外辐照周期的递增，所有 UHM-
进行分析和比较。所有力学性能的测试数据均以 WPE 均在 1 653 cm 处出现 C=C 共轭双键伸缩振
–1
平均值表示，组间比较，并将数据进行 t 检验和 动，且振动幅度逐渐增大。其中，相同 1600D 纤
差异分析，以 P＜0.05 为差异显著水平，最后绘 维比较，中高强 UHMWPE 纤维在此处吸收峰的
制成图。 变化幅度较小；普通 UHMWPE 纤维变化幅度较
明显；低蠕变 UHMWPE 纤维在紫外辐照 14 和 21 d
2 结果
后，此处吸收峰强度均大于前两种纤维，在紫外
辐照 28 d 后吸收峰明显增强。三种不同线密度中
2.1 紫外辐照前后 UHMWPE 纤维微观结构及
高强 UHMPWE 纤维在此处吸收峰的变化幅度均
表面性能的测试
比较小，随着紫外辐照周期的递增，三者各吸收
微观结果 UHMWPE 纤维在紫外辐照前 峰的变化趋势相似，且在相同的紫外辐照周期内，
后的扫描电镜 SEM 图见图版Ⅰ。对比紫外辐照 0 各吸收峰并未表现出显著差异。
和 28 d 的表面形貌，可以看出未受紫外辐照的 热 稳 定 性 (TGA) 测 试 为 探 究 UHM-
UHMWPE 纤维表面都比较光滑、致密平整、无明 WPE 纤维在紫外辐照前后的热稳定性变化情况，
显缺陷，单根丝呈现出圆柱状，表面仅可见制备 对紫外辐照 0~28 d 的普通 UHMWPE 纤维、低蠕
和加工过程中产生的条纹。受紫外辐照 28 d 后， 变 UHMWPE 纤维和中高强 UHMWPE 纤维进行
所有 UHMWPE 纤维表面光滑度下降，均出现退 了热重实验，结果如图 2 所示。所有样品均在
化痕迹和不同程度的损伤。其中，三种不同线密 300 ℃ 之前无明显热解峰，在 300 ℃ 后质量开始
度的中高强 UHMWPE 纤维表面可观察到细微的 明显下降，下降趋势基本相同，只有一个明显的
龟裂和点状蚀坑，少数轻微裂痕和破损，破损缺 失重阶段；在温度接近 600 ℃ 时，所有样品重量
口不大，三者表面受紫外损伤的程度相差不大； 百分比趋于零，即样品残碳率几乎为零。所有纤
1600D 普 通 UHMWPE 纤 维 和 1600D 低 蠕 变 维样品在紫外辐照 0 d 的初始分解温度 (样品质量
UHMWPE 纤维表面出现多处裂痕和破损，蚀坑敞 在下降 5% 时的温度)，1600D、3000D、6000D 中
口清晰可见，凹槽缺口较多，粗糙度显著增加， 高 强 UHMWPE 纤 维 分 别 为 440.31、 401.84 和
表面受紫外损伤明显。 418.18 ℃，而 1600D 普通 UHMWPE 纤维和 1600D
红外光谱测试 根据红外光谱的测试原理， 低蠕变 UHMWPE 纤维分别为 387.66 和 401.50 ℃，
UHMWPE 纤维的分子会在红外光线下振动并产生 在 紫 外 辐 照 28 d 的 初 始 分 解 温 度 为 ， 1600D、
能量跃迁，随着红外光线频率的变化，纤维的相 3000D、 6000D 中 高 强 UHMWPE 纤 维 分 别 为
[14]
对透光谱就会显示出来 。红外吸收峰是纤维分 436.41、 431.04 和 437.52 ℃ ； 而 1600D 普 通
子功能团的特征表现，对 UHMPWE 纤维的红外 UHMWPE 纤 维 和 1600D 低 蠕 变 UHMWPE 纤 维
吸收峰进行分析，能测试出其分子结构和化学键 分别为 370.72 和 357.37 ℃。在不同紫外辐照时间
是否因紫外辐照而发生变化。图 1 分别为紫外 下，中高强 UHMWPE 纤维样品的初始分解温度
老化周期 0、7、14、21 和 28 d 的 UHMWPE 纤 均高于普通 UHMWPE 纤维和低蠕变 UHMWPE
维红外光谱图。对比光谱图，所有 UHMPWE 纤 纤维，热解失重均慢于普通 UHMWPE 纤维和低
维的红外吸收峰位置均未发生明显变化，均有 4 蠕变 UHMWPE 纤维；三种不同线密度的中高强
个相同的显著峰，分别位于 2 915、2 847、1 472 UHMWPE 纤 维 大 幅 热 解 失 重 的 温 度 区 间 均 为
−1
–1
和 717 cm 。 2 915 cm 处 的 吸 收 峰 为 亚 甲 基 300~530 ℃，无显著性差异。在紫外辐照 28 d 后，
(－CH －) 不对称伸缩振动，2 847 cm 处的吸收 普通 UHMWPE 纤维和低蠕变 UHMWPE 纤维的
–1
2
峰为－CH －对称伸缩振动，它们代表了 C-H 键 初始分解温度分别下降了 17和 44 ℃，TGA 曲线
2
的伸缩振动 。这两个峰是聚乙烯特有的碳氢分 向低温方向移动；3000D 与6000D 中高强 UHM-
[15]
子链结构的特征表现，说明聚乙烯作为纤维主体 WPE 纤维的初始分解温度分别上升了 30 和 19 ℃，
−1
材料的存在。1 472 cm 处的吸收峰是－CH －变 TGA 曲线向高温方向移动；1600D 中高强 UHM-
2
形振动，717 cm 处的吸收峰为－CH －面内摇摆 WPE 纤维的初始分解温度变化较小；三种不同线
−1
2
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