耐磨聚甲醛高性能化材料的制备及性能研究

该文采用双螺杆共混法制备了聚四氟乙烯(PTFE)纤维和聚氧乙烯(PEO)改性的聚甲醛(POM)产品,并在此基础上添加碳纤维(CF)和玄武岩纤维(BF),分析了复合材料的摩擦学和力学性能。结果表明,POM/PTFE/PEO体系摩擦性能和力学性能均较好,摩擦系数低至0.15。CF加入POM/PTFE/PEO中能明显提高POM的摩擦磨损性能和力学性能,摩擦系数为0.13,磨损量为1.43 mm~3。添加了BF的POM/PTFE/PEO体系的摩擦系数和力学性能较POM略有提高。     

聚酰胺/聚苯硫醚共混物摩擦学性能研究--(Ⅱ)水润滑

研究了PA66／PPS共混物在水润滑条件下的摩擦磨损性能。结果表明，共混物显著降低了PA66和PPS的摩擦系数，并远远低于干摩擦条件下的摩擦系数。其中，70％φ(PA)／30％φ（PPS)共混物在水润滑条件下的摩擦磨损性能最好。扫描电子显微镜(SEM)分析表明，水的存在抑制了聚合物在对偶钢环上形成转移膜的能力，材料的摩擦磨损主要是由对偶面上的微突起在样品表面的犁耕作用造成的。同时，水也起到了冷却剂的作用。     

低密度聚乙烯/聚二苯胺磷腈新型复合材料的性能

采用先开环聚合后取代的方法合成了聚二苯胺磷腈(PDAP)，将PDAP与低密度聚乙烯(LDPE)熔融共混制得复合材料，采用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、广角X射线衍射(WAXD)、热重(TGA)、差示扫描量热(DSC)、动态热机械分析(DMTA)等方法，对PDAP／LDPE共混物的性能进行表征。结果表明，LDPE／PDAP共混物具有比LDPE更高的热稳定性；LDPE／PDAP共混物出现了两个玻璃化转变，相对于纯组分而言发生了偏移；广角X射线衍射表明LDPE／PDAP共混物结晶度相对于LDPE有所降低，同时发现有新的晶型出现，动态热机械分析表明LDPE／PDAP出现了α、β、γ三个明显的转变，并且与PDAP的添加量存在良好的相关性。     

聚甲醛阻燃的研究

选用氢氧化镁(Mg(OH)2)、聚磷酸铵(APP)作为聚甲醛(POM)的阻燃剂,研究了它们对POM阻燃效果及力学性能的影响。结果表明,加入Mg(OH)2阻燃剂后,POM的阻燃性能有较大的提高,当Mg(OH)2的加入量为60％时．极限氧指数由15提高到40．水平燃烧速度由0．33mm／s降至0．31mm／s。APP阻燃POM的效果优于Mg(OH)2,在APP加入量达到25％时即制得自熄的POM。两种阻燃剂的加入都使POM的力学性能下降。     

酚醛树脂增容聚甲醛／丁腈橡胶共混物的力学性能与结晶形态

考察了热塑性醛树脂（Novolak)增容聚甲醛（POM）／丁腈橡胶（NBR）共混物的力学性能,断裂形貌和结晶形态,研究发现,POM与NBR共混合由于不相容而导致混物力学性能下降,共混物中添加Novolak后,在NBR含量为40％时发生“脆－韧”转变,其中NBR－26对POM的增韧效果最佳,断裂形貌考察表明,POM／NBR共混物的断裂面呈脆性断裂特性,而添加Novolak后,共混物断裂面呈现延性断裂并出现丝状牵伸物,对共混物结晶形态观察发现,POM／NBR共混物中POM易形成大球晶,这是导致共混物缺口冲击强度下降的重要原因,而在共混物中添加Novolak后,Novolak通过与POM分子链间的相互作用,改变了POM分子链固有的规程和排列,从而改变了POM的结晶形态,使球晶显著减小并消失。     

废橡胶胶粉/HDPE/POE热塑性弹性体的动态硫化

以过氧化二异丙苯(DCP)为硫化剂,研究了废橡胶胶粉／高密度聚乙烯(HDPE)／乙烯-辛烯共聚物(POE)(50/25/25)热塑性弹性体的动态硫化．考察了过氧化二异丙苯(DCP)用量对该共混物力学性能的影响．结果表明,加入DCP后,废橡胶胶粉／HDPE／POE共混物的交联度增加。动态硫化提高了共混物的力学性能,DCP用量为0．5份时．共混物具有最大的拉伸强度(8．01MPa)和断裂伸长率(225％)．扫描电镜观察结果表明,动态硫化后共混物的界面结合更加紧密．有利于力学性能的提高。废橡胶胶粉／HDPE／POE热塑性弹性体具有良好的耐老化性和再加工性．可以循环使用。     

聚甲醛/热塑性聚氨酯弹性体在双螺杆挤出机共混中相形态的形成机理

聚甲醛(POM)和热塑性聚氨酯弹性体(TPU)于不同温度下在双螺杆挤出机中共混,用扫描电镜(SEM)考察了共混试样的相形态,并对试样分散相粒径进行了统计,研究了分散相粒径随加工温度的变化。发现摩擦剪切机理可以很好地解释双螺杆挤出机共混中TPU分散相粒径的形成过程,利用该机理可有效控制POM/TPU共混物相形态,得到了比母料法还好的共混效果,进一步提高了POM/TPU体系的冲击性能。     

增容剂SB对LDPE／PS共混物分散相尺寸的影响

用扫描电镜（SEM）研究了不同混合温芳和转速下增容剂苯乙烯－丁二烯二嵌段共聚物（SB）对低密度聚乙烯／聚苯乙烯（LDPE／PS）共混物分散相颗粒尺寸的影响,结果表明,混合温度为150℃时未增容共混物的分散相颗粒尺寸比200℃时粗大,而在150℃中入SB的共混物的分散相颗粒尺寸比200℃时更精细,在150℃时,转速从30r/min至100r/min至100r/min时,未增容共混物的分散相颗平均半径从3．1um降至0.8um,而增容共混物在30r/min时达到平衡颗粒尺寸0．8um,继续提高转速,颗粒尺寸无明显变化。     

AZ91D镁合金表面Ni-铅基巴氏合金双镀层的摩擦磨损性能

为了改善镁合金的摩擦学性能,采用化学镀镍与热浸镀铅基巴氏合金相结合的方法。在AZ91D镁合金表面获得了Ni-铅基巴氏合金双镀层。用JEOLJSM-7001F型扫描电镜观察了镀层的形貌,以CETRUMT-2型球盘试验机研究了干摩擦条件下AZ91D镁合金基体和Ni-铅基巴氏合金镀层的摩擦学性能及摩擦后的表面磨痕轮廓特征。研究发现,镁合金基体与Ni-铅基巴氏合金镀层载荷为0．5N时平均摩擦系数分别为0．397和0．145,磨损率分别为3．180×10-3,9．826×10-5mm3／（m·N）;载荷为2N时摩擦系数分别为0．346和0．254。磨损率分别为1．991×10-3,7．763×10-5mm3／（m·N）。结果表明,Ni-铅基巴氏合金双层镀层使镁合金表面的减摩性能得到显著提高,同时也有效地提高了基体的耐磨性能。     

聚苯醚/改性超高分子量聚乙烯共混物的制备及性能

采用预辐照与悬浮接枝聚合技术制备了接枝率为18%的超高分子量聚乙烯接枝聚苯乙烯(UHMWPE-g-PS)接枝共聚物,将其作为聚苯醚(PPO)与超高分子量聚乙烯(UHMWPE)共混物的增容剂。利用核磁共振、差示扫描量热分析、扫描电镜、电子万能试验机、洛氏硬度计、摩擦磨损试验机等对PPO/UHMWPE-g-PS/UHMWPE共混物的形态、结构及性能进行了研究。结果表明,随着UHMWPE-g-PS的增加,PPO与UHMWPE相容性提高;增加UHMWPE-g-PS百分含量,共混物的力学性能得到改善,其冲击强度达纯PPO的3倍以上;当PPO/UHMWPE-g-PS/UHMWPE质量比为95/5/0时,磨损体积降为PPO的5.2%,摩擦系数降低了49%,共混物的耐磨性显著提高。     

纳米粒子定向细微化PAI/EP体系的微观相容结构及其摩擦性能

通过纳米二氧化硅(SiO2)调整PAI/EP共混体系微观结构,并利用红外谱图(IR)、扫描电镜(SEM)、MRH-3摩擦磨损试验机分析共混体系的反应机制、微观形貌、摩擦性能。结果表明:PAI/EP共混组分中,在纳米粒子填料EP含量为3%(质量分数)时,纳米粒子极大地拓宽了两相之间共连续组成范围,提高了两相之间的共连续结构的稳定性,并大幅提升了复合材料的摩擦性能,降低了摩擦系数及磨损率。同时由于纳米粒子的双渗流效应与定向聚集作用,使得共连续结构更加细微化,而细微化的结构使得摩擦过程中的磨合时间较短,与金属基材的真实接触面积减小;随着纳米填料含量的增加,复合材料的摩擦系数以及磨损率降低,摩擦系数降低了46.8%,磨损率降低了37.5%。     

油酸修饰纳米BN/TiN润滑添加剂的摩擦学性能研究EI北大核心CSCD

使用油酸对BN,TiN,BN/TiN纳米添加剂进行表面改性修饰,通过傅里叶红外光谱仪进行表征,利用四球摩擦磨损试验机考察润滑油纳米添加剂的摩擦学性能。结果表明:油酸成功枝接在纳米颗粒表面,提高其分散性能。与纯基础油相比,纳米添加剂工况摩擦因数降低11.7%,磨斑直径降低29.5%,磨斑表面未出现起皮脱落现象,沟槽深度、宽度明显降低,混合BN/TiN纳米添加剂表现出协同润滑作用。纳米BN,TiN颗粒能够进入摩擦副中,起到微轴承作用,降低摩擦磨损,进入摩擦副中的纳米BN与摩擦副基体材料发生化学反应,生成氮化硼、氧化硼、氧化铁等物质修复磨损表面。     

基体表面粗糙度对MoS_(2)/Ti薄膜摩擦磨损性能的影响EI北大核心CSCD

为揭示基体表面粗糙度对MoS_(2)/Ti固体润滑薄膜摩擦磨损性能的影响规律,并探究其摩擦磨损机理,采用磁控溅射方法,在不同表面粗糙度的轴承钢基体上沉积MoS_(2)/Ti薄膜。通过划痕测试仪、X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜和粗糙度轮廓仪,分别评价MoS_(2)/Ti薄膜的膜基结合力、物相成分、表面微观形貌以及表面粗糙度,并采用球-盘摩擦磨损实验研究干摩擦、固体-油复合润滑和固体-脂复合润滑条件下,MoS_(2)/Ti薄膜的摩擦磨损性能。结果表明:随着基体表面粗糙度的增加,MoS_(2)/Ti薄膜的表面粗糙度逐渐增加;薄膜中(002)_(MoS_(2))和(100)_(MoS_(2))衍射峰的强度先减弱后增加;薄膜与基体的结合性能降低。当基体表面粗糙度为0.01μm时,干摩擦条件下MoS_(2)/Ti薄膜具有良好的润滑特性,平均摩擦因数为0.101,磨痕浅且小;随基体粗糙度的升高,样品的平均摩擦因数和磨损率均是先增大后减小,薄膜的主要磨损机制由磨粒磨损转变为屑片形成和破碎。当基体粗糙度较大时(R_(a)=0.26μm),分子间相互作用的影响大于机械啮合作用。采用固体-油复合润滑,高基体粗糙度的薄膜磨损表面不再出现片层剥落现象,磨痕较浅,平均摩擦因数最高可减小19%。固体-脂复合润滑条件下,样品摩擦磨损性能较差,基体粗糙度对摩擦因数的影响不显著。     

复合润滑体系对POM树脂摩擦磨损性能的改良效果

探讨了复合润滑体系对ＰＯＭ树脂摩擦磨损性能的改良效果，结果表明，以聚烯烃为主润滑剂的复合润滑体系能有效地改善ＰＯＭ的摩擦磨损性能，其摩擦系数下降为ＰＯＭ的０．６０－０．７０倍，Ｐv值提高为ＰＯＭ的１倍以上，耐磨损性提高了２个数量级，且ＰＯＭ表面的靡损在机理上属于犁切磨损，疲劳磨损所引起的复合破坏过程。     

聚苯酯/石墨/聚甲醛复合材料的制备及摩擦学性能

为了改善聚甲醛的摩擦学性能，用模压方法制备了聚苯酯／石墨／聚甲醛(Ekonol／G／POM)复合材料，通过摩擦磨损实验方法对材料的摩擦学性能进行了研究，并用SEM对磨损表面进行了观察和分析，在此基础上探讨了复合材料的磨损机理。结果表明：用模压法制备Ekonol／G／POM复合材料是可行的；适量加入Ekonol能改善POM的摩擦磨损性能，得到自润滑性能优良的Ekonol／G／POM复合材料；Ekonol加入量的多少，直接影响着复合材料的磨损机理，随着其含量的增加。磨损机理发生由粘着磨损到疲劳磨损的转变。     

吹膜工艺对EVOH/纳米SiO2复合材料结构及性能的影响

采用熔融共混法制备了乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）/纳米SiO2复合材料,用不同的吹膜工艺对复合材料进行吹膜。通过偏光显微镜（POM）、差示扫描量热分析仪（DSC）、X射线衍射仪（XRD）测试对比了不同吹膜工艺制备的复合材料的结晶行为,并对复合材料的力学性能、阻隔性能和透明性进行了表征。研究发现,不同吹膜工艺改变了EV...     

Synthesis of ionic liquid functionalized graphene oxides and their tribological property under water lubrication

Ionic liquid functionalized graphene oxides (GOs-IL) were synthesized by the amidation and cation-π stacking, and their tribological property as the water-based lubricant additives was investigated. The GOs-IL exhibited superior friction-reducing and antiwear performance. Specifically, under the same test conditions, the mean friction coefficient and wear volume of 0.02 wt% GOs-IL/base liquid suspension were 57% and 76% lower than that of base liquid. The worn surface analyses revealed that the boundary tribofilm composed of the GOs-IL deposition film and chemical reaction film should formed on the wear scar lubricated by the GOs-IL/base liquid suspension. The proposed lubrication mechanism illustrated that the IL functional groups of GOs-IL improved their absorption and embedded stability on the rubbing surfaces by the electrostatic interactions, and then promoted the formation of the above boundary tribofilm. The tribofilm directly prevented the rubbing surfaces from the immediate contact and hence greatly reduced the friction and wear.     

Al_2O_3颗粒镀铜对铜基粉末冶金摩擦材料Al_2O_3-Fe-Sn-C/Cu摩擦磨损性能的影响

通过对陶瓷摩擦组元的表面进行化学镀铜来改善铜基粉末冶金摩擦材料中陶瓷相与基体间的结合效果,从而提高材料摩擦磨损性能。分别采用镀铜Al2O3颗粒和未镀铜Al2O3颗粒与铜粉和铁粉等经混合、压制、加压烧结制备Al2O3-Fe-Sn-C/Cu摩擦磨损试样。测试并分析了摩擦材料的微观结构、力学性能及摩擦磨损性能。结果表明:摩擦组元镀铜可使硬质颗粒与铜基体结合紧密;摩擦材料的布氏硬度增加了12%,弹性模量提高了约7%,摩擦系数提高了5%~10%,线磨损量降低了20%~50%;表面镀铜后的Al2O3颗粒不易脱落,摩擦系数稳定性提高了13%~23%。研究结果表明,摩擦组元表面镀铜可提高材料的综合性能。     

表面活性剂对纳米氧化锌减摩抗磨性能的影响

为提高纳米氧化锌在润滑油中的摩擦磨损性能和成膜性能,采用均匀沉淀法在合成过程中加入表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵(CTAB))制备了平均粒径约为20~30 nm的纳米氧化锌,并利用SEM、TEM、XRD等方法对制备材料的组织和相组成进行了表征。同时,利用四球摩擦磨损试验机考察纳米氧化锌对润滑油摩擦磨损性能的影响。结果表明:在载荷392 N时,最佳添加量(质量分数)为0.5%,平均摩擦系数降低了35%,磨斑直径下降了11%;利用CTAB修饰后平均摩擦系数降低了70%,磨斑直径下降了40%。在不同载荷下平均摩擦系数出现先增高后下降的趋势。钢球摩擦表面的形貌分析表明,添加CTAB后的纳米氧化锌润滑油,钢球磨损表面犂沟深度最浅,宽度最小。利用CTAB合成的纳米氧化锌具有良好的减摩抗磨性能,可以大大降低机械零件的摩擦力。