1. 研究目的与意义
研究目的：研究出超高分子量聚乙烯（UHMWPE）、PE、咖啡炭三种材料复合在一起的最佳比例使材料的各项性能最佳。
研究意义：随着经济的快速发展，人类的生活水平越来越高，也渐渐喜欢上咖啡，而我国海南、云南、广东、广西也盛产咖啡，这样越来越多的咖啡渣和咖啡壳被废弃。但将咖啡渣或咖啡壳高温热化碳化成咖啡炭时，不仅是废弃物回收，还是100%的天然材料，不伤人体，具有天然的色彩、天然的消臭效果，天然的升温保暖等，而且1kg的咖啡炭奈米粉体：6.74kgCO2 ，可代替炭粉填充聚烯烃。我们都知道超高分子量聚乙烯（UHMWPE）的耐磨性居塑料之首，耐冲击性和耐腐蚀性极强，润滑性好，密度低，无毒，绝缘，不粘性等优良特点，但由于极高的分子量及链缠结，使其加工困难，而且相比于其它工程塑料，它的耐温性能差，力学强度不高，表面硬度低，弯曲强度及抗蠕变性较差。为提高UHMWPE的性能和应用范围，使其加入一定的PE与其混合，再加入咖啡炭，三者按一定的比例复合，除了降低生产成本，更重要的是找到他们复合最佳比例时所具备的最佳性能，可以更广泛的应用到安保器材、医用材料、薄膜、管材、输送设备中内衬板及高性能异型材等。使其发挥更多的经济效益和社会效益，满足我国对材料日益增长的需求。
2. 国内外研究现状分析
木塑复合材料已然成为21世纪世界各国发展的新材料领域，用植物纤维和热塑性塑料复合而成，已被列入国家攻关项目和高技术新材料的可以，近几年的研究和实践有力的促进了我国木塑加工业的发展。纵观炭塑复合材料，目前研究的还极少，我们学院的康美云师姐在去年6月份发表的炭塑复合材料的制备及性能研究已经成为热搜。研究咖啡炭和聚烯烃复合更是极少，所以这是一个全新的课题，美国咖啡知识网也登出文章，建议大家资源利用，提出了咖啡渣的主要五种用途：1、植物养料；2、除臭除味；3、清洁好手；4、美容减肥；5、提神醒脑。而国外研究人员在UHMWPE成型加工和改性的研究主要集中在人工置换关节领域，而对于工业上应用较多的管材、棒材、板材的研究文献较少，国内在这一方面的研究文献相对来说较多，但成型方法主要是模压成型法和柱塞挤出法，而采用双螺杆挤出机进行成型改性的方法的文献很少。所以具体提出将咖啡渣高温热化变成咖啡炭，代替炭粉和UHMWPE和PE以不同的比例进行混合，通过双螺杆挤出机成型，目前仍没有。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容：聚烯烃和咖啡炭不同比例复合的制备，并测试其力学性能、拉伸性能、吸水性能等，并按照复合材料特点应用到实际生活中。
主要实验步骤：
1）材料制备，把uhmwpe放进烘干箱里干燥，并把聚乙烯pe打磨成粉末放进烘干箱，而咖啡壳先干燥再打磨成粉末状，放进碳化炉里碳化为咖啡炭。
4. 研究创新点
1、选用咖啡渣为原材料并进行高温热化成为咖啡炭，利用废弃物，环保，经济。
2、首次提出用利用咖啡炭代替炭粉材料进行充填改性聚烯烃。
3、采用超高分子量聚乙烯（uhmwpe）和pe和进行碳化处理的咖啡炭按不同的比例经过双螺杆挤出机制备样品。
