改性超高分子量聚乙烯的摩擦磨损性能研究

通过添加聚丙烯(PP)和交联聚丙烯(PP-X)对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)进行改性,研究了UHMWPE及其共混物的摩擦磨损性能.结果表明,在200 r/min滑动速度下,当PP或PP-X的质量分数为30%时,UHMWPE/PP的摩擦因数降至0.13,降幅达38.1%,磨痕宽度降至5.05 mm;UHMWPE/PP-X的摩擦因数降到0.12,降幅达42.9%,磨痕宽度则降至4.50 mm,UHMWPE/PP-X具有更优异的摩擦磨损性能.负载增大,UHMWPE及其共混物的摩擦磨损性能降低.磨损时间小于60 min,UHMWPE及其共混物的摩擦因数和磨痕宽度变化不大;超过60 min,摩擦因数和磨痕宽度均增大,UHMWPE/PP-X的增幅最小.高速滑动下UHMWPE/PP-X的摩擦磨损性能最高.     

纳米SiO2与玻璃纤维混杂增强聚酰胺6复合材料的摩擦磨损性能研究

采用MM-200型摩擦磨损试验机对干摩擦条件下纳米SiO2与玻璃纤维混杂填充聚酰胺6(PA6)复合材料与45#钢对摩时的摩擦磨损性能进行了研究。结果表明,纳米SiO2和玻璃纤维混杂可以显著改善PA6复合材料的摩擦磨损性能,以5 %的SiO2和20 %的玻璃纤维增强PA6的耐磨减摩性最好。扫描电镜分析表明,纯PA6的磨损以黏着和犁削为主。当载荷较低时,复合材料的磨损机制主要表现为不同程度的磨粒磨损,但当载荷较高时,复合材料的磨损机制主要表现为不同程度的疲劳磨损。     

纳米Al2O3填充超高分子量聚乙烯的生物摩擦磨损性能研究

用纳米Al2O3对人工关节软骨UHMWPE进行填充改性,在生理盐水润滑条件下,评价了其摩擦磨损性能。结果表明,纳米Al2O3的加入,在一定程度上提高了UHMWPE的硬度,与钛合金对磨时的摩擦系数随Al2O3含量(<10%)的增加而增加;与不锈钢对磨时,摩擦系数有所增加;不同Al2O3含量(<10%)的UHMWPE,磨损率比纯UHMWPE低。纯UHMWPE的磨损表现为明显的犁沟以及塑性变形,加入纳米Al2O3的UHMWPE的磨损主要表现为磨粒磨损和轻微的塑性变形。     

化学交联改性UHMWPE复合材料的摩擦磨损性能研究

用过氧化二叔丁基(DTBP)、乙烯基三乙氧基硅烷(A-151)化学交联改性超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料,再用模压法制备试样.利用摩擦磨损试验机测试不同的摩擦速度、方式,化学交联剂添加量对复合材料摩擦磨损性能的影响,并通过扫描电子显微镜(SEM)观察表面形貌分析磨损机理.结果 表明,当加入约0.25％ DTB...     

EAA对PA6/UHMWPE力学及摩擦磨损性能的影响

采用双螺杆挤出机制备尼龙6(PA6)/超高摩尔质量聚乙烯(UHMWPE)和PA6/UHMWPE/乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)共混物,考察共混物的力学性能和摩擦磨损性能,用扫描电镜观察和分析共混物结构及磨损表面形貌。结果表明:在PA6中只加入UHMWPE时,PA6的力学性能有所降低;再加入EAA后,共混物的相容性得到改善,力学性能提高,摩擦磨损性能也得以改善。当EAA的用量为4份时,共混物的摩擦磨损性能最好,摩擦因数从纯PA6的0.48降到了0.34,磨损率降低了75%;当EAA的用量为6份时,共混物的摩擦因数增加,磨损率也略有增大。     

超高分子量聚乙烯的改性及摩擦磨损研究

通过填料,如超细玻璃微珠、二硫化钼、滑石粉、玻璃纤维、碳纤维、聚四氟乙烯,对改性后的超高分子量聚乙烯的摩擦磨损进行研究。     

PA6/POE-g-MAH/PE–UHMW材料的制备及性能

以耐热改性组分尼龙6(PA6)为基体材料,超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)为综合性能平衡组分,增韧剂马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH)为相容剂,制得PA6/PE-UHMW/POE-g-MAH三元复合材料。研究结果表明,POE-g-MAH的加入可改善PA6的韧性,但降低了PA6的拉伸强度,随着POE-g-MAH加入量增加,PA6断裂伸长率逐渐增加,当添加量为30%时,断裂伸长率达到最大值397%,拉伸强度为39 MPa。PE-UHMW组分不仅提高了复合材料的拉伸强度和韧性,同时改善了其耐水解性能。当PA6∶POE-g-MAH∶PE-UHMW=70∶30∶10时,断裂伸长率提高至477%,拉伸强度为42 MPa。通过扫描电子显微镜分析观察复合材料的微观形态,发现在PA6基体中POE-g-MAH和PE-UHMW形成"核–壳"结构,对PA6韧性的提高起到了协同作用。     

EP/三维编织PE–UHMW纤维复合材料的摩擦磨损性能

以三维编织超高分子量聚乙烯(PE–UHMW)纤维为增强体,环氧树脂(EP)为基体,通过树脂传递模塑工艺制备了EP/三维编织PE–UHMW纤维复合材料,研究了纤维含量和载荷对复合材料摩擦系数与磨损率的影响,并采用扫描电子显微镜对复合材料磨损表面进行了分析。结果表明,随着纤维体积含量的增加,复合材料的摩擦系数和磨损率逐渐减小;随着载荷的增大,复合材料的摩擦系数逐渐减小,但磨损率增大;复合材料的磨损机制以粘着磨损为主。     

钛酸钾晶须填充UHMWPE复合材料的摩擦磨损性能研究

用钛酸钾晶须（PTW）对超高摩尔质量聚乙烯（UHMWPE）进行填充改性，考察了复合材料的摩擦磨损性能，研究了其结晶情况，观察了磨损表面形貌并分析了其机理。结果表明：随着PTW用量的增加，复合材料的硬度、结晶度以及维卡软化点都有所增大。PTW提高了复合材料的耐磨性，但摩擦系数有所上升。PTW的加入使得UHMWPE的磨损机理从黏着磨损和塑性变形改变成疲劳磨损和轻微的塑性变形，提高了其抗磨粒磨损的性能。     

超高分子量聚乙烯纤维/有机玻璃复合材料摩擦磨损性能研究

用真空浸渍法成功制备出了超高分子量聚乙烯纤维／有机玻璃(UHMWPE／PMMA)复合材料，并对基体材料PMMA，单向超高分子量聚乙烯纤雏／有机玻璃复合材料以及三维编织超高分子量聚乙烯纤维／有机玻璃(即UHMWPE3D／PMMA)复合材料的摩擦磨损性能进行了研究。实验证明UHMWPE／PMMA复合材料具有优良的摩擦磨损性能。经过纤维增强的复合材料的摩擦磨损性能优于基体材料，三维编织纤维增强的复合材料其磨损远小于单向纤维增强的复合材料，但其摩擦系数没有显著变化。     

硅纳米材料与玻璃纤维混杂填充PA6复合材料的摩擦磨损性能研究

采用MM-200型摩擦磨损试验机对在干摩擦条件下3种硅纳米材料（纳米SiC、SiO2及Si3N4）与玻璃纤维混杂填充聚酰胺6（PA6）复合材料与45#钢对磨时的摩擦磨损性能进行了研究,并采用扫描电子显微镜对复合材料的磨损表面进行了观察。结果表明,3种纳米硅材料都能减小复合材料的摩擦因数,其中以纳米SiO2与玻璃纤维混杂效果最佳,纳米SiC、SiO2及Si3N4的最佳含量分别为3 %、5 %和3 %。纳米SiO2和纳米Si3N4能够提高复合材料的耐磨性,而纳米SiC会导致复合材料的磨损量增大。     

多孔PE–UHMW材料的制备及其摩擦性能的研究

采用模板–滤取法制备多孔超高分子量聚乙烯(PE–UHMW)材料,探究其存储油液和输出油液的能力及摩擦学性能。结果表明,孔隙率越大,多孔PE–UHMW的储油能力和出油能力越强。在干摩擦条件下,孔隙率越大,多孔PE–UHMW的摩擦系数越大。在贫油润滑条件下,孔隙率较高的多孔试样U30,U40,U50的摩擦系数低于普通PE–UHMW。多孔试样U40在贫油润滑条件下的摩擦系数只有干摩擦时的30.3%。因此,孔隙的存在能够提高PE–UHMW存储油液和输出油液的能力,并且能够改善贫油润滑条件下的摩擦性能。     

成型方法对PE-UHMW摩擦磨损性能的影响

采用对比试验的方法分别对模压成型法、机筒成型法制备的超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)进行摩擦磨损性能研究。结果表明,采用机筒成型的PE-UHMW试样的磨合期较短,稳定区间摩擦系数为模压成型PE-UHMW试样摩擦系数的62.4%,机筒成型的PE-UHMW试样在载荷、转速变化的条件下摩擦系数表现更稳定;磨损量都呈现先快速增大后缓慢上升再快速增大的趋势,试验60 min后,模压成型PE-UHMW试样的磨损量为1.4 mg,机筒成型试样的磨损量为1.2 mg,机筒成型PE-UHMW试样的耐磨性能优于模压成型PE-UHMW试样;对试样摩擦磨损试验后的表面形貌的SEM分析表明,模压成型的PE-UHMW试样的摩擦机理主要为粘着磨损和疲劳磨损;机筒成型的PE-UHMW试样的摩擦机理以磨粒磨损和疲劳磨损为主,后期转化为粘着磨损。机筒成型的PE-UHMW试样摩擦磨损过程中的磨粒起到自润滑及减摩剂的作用,其热力学及力学性能优于模压成型的PE-UHMW试样。     

熔纺PE⁃UHMW/PE⁃HD共混纤维的力学性能和晶体结构研究

通过熔融纺丝工艺制备了拉伸强度为1.13 GPa的超高分子量聚乙烯（PE?UHMW）/高密度聚乙烯（PE?HD）共混纤维。采用差示扫描量热仪（DSC）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、声速取向测试、纤维强度测试等方法研究了初生丝和纤维的晶体结构及力学性能。结果表明,将PE?UHMW与低熔体流动速率（MFR）的PE?HD共混后,提高了共混纤维的分子链取向度、结晶度及力学性能;由高度取向的分子链形成的晶粒可以在轴向上被有效拉伸,形成更规则和致密的晶体结构,从而提高了纤维的力学性能。     

硅藻土/nano-MoS2复合改性氟橡胶的摩擦磨损性能研究

采用红外光谱仪、无转子硫化仪、环-块摩擦试验机、电子和光学显微镜等测试分析手段,重点考察了改性硅藻土及其与纳米二硫化钼(nano-MoS2)复合对氟橡胶(FKM)复合材料摩擦磨损性能的影响.结果表明,随着改性硅藻土含量的增加,FKM硫化胶的摩擦系数和磨损体积均呈现出逐渐降低的趋势;当改性硅藻土含量达到45 phr时,硫...     

混杂填充UHMWPE复合材料的摩擦与磨损性能

制备了多相混杂填充超高相对分子质量聚乙烯（UHMWPE）复合材料，研究其摩擦、磨损性能。结果表明，填料的加入可以缩短磨合期，延长稳定磨损期。多相混杂复合材料具有较低的摩擦因数，较好的耐磨性能。含质量分数为70％UHMWPE、质量分数为5％CF（碳纤维）、质量分数为10％PHBA（聚苯酯）、质量分数为15％PTW（六钛酸钾晶顺）的复合材料具有最好的性能，其摩擦因数低、磨痕宽度小、受摩擦速度和载荷的影响也比较小。磨损表面扫描电镜照片显示，纯UHMWPE表面较为粗糙，呈现粘着磨损和疲劳磨损特征，混杂填料试样表面光滑，不存在疲劳磨损特征。     

UHMWPE/纳米Al_2O_3复合材料在不同温度下的摩擦磨损性能研究

利用QG-700高温气氛摩擦磨损实验机研究了纯超高摩尔质量聚乙烯(UHMWPE)和质量分数为5%的纳米Al2O3/UHMWPE复合材料在不同温度下的摩擦磨损性能;并利用扫描电子显微镜观察了磨损表面形貌。结果表明:在实验温度条件下,5%纳米Al2O3/UHMWPE复合材料的耐磨性好于纯UHMWPE。纯UHMWPE的磨损机制主要是黏着磨损和疲劳磨损,而5%纳米Al2O3/UHMWPE复合材料的磨损机制转变为黏着磨损和磨粒磨损。     

UHMWPE用于生物工程的摩擦磨损研究

世界各国一般都采用UHMWPE作人工关节假体中的髋臼材料，人工关节松动的主要原因是UHMWPE的细小磨损颗粒引起骨溶解致使假体松动。为了研究髋臼材料的耐磨性，减少磨损颗粒的产生，笔者对国内分子量最高（497万）的UHMWPE模压成型试样和机加工成型试样的表面摩擦磨损性能进行了研究。此外，还研究了分子量对UHMWPE磨损量的影响以及UHMWPE在生理盐水润滑下的摩擦性能。     

超高分子量聚乙烯的改性及摩擦磨损研究

文章节录：超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是一种新型工程塑料，1958年由德国科学家发明了UHMWPE的合成方法，到60年代末国外实现了工业化生产。我国正式投产是在70年代末80年代初开始的，它具有耐磨损、耐腐蚀、耐冲击、自润滑、摩擦因数小、耐低温等优良特性。     

PA6／OMMT／SiO2纳米复合材料的制备及力学性能研究

以天然蒙脱土为原料，11-氨基酸作为有机插层剂与蒙脱土层间的阳离子进行交换制备OMMT，用原位聚合法制备PA6／OMMT／SiO2纳米复合材料，用X射线衍射仪、FT-IR光谱仪、差示扫描量热仪等对OMMT、纳米复合材料的结构及力学性能进行表征。结果发现，添加3％（质量含量，下同）OMMT的PA6／OMMT复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量较纯PA6分别提高了19％、13．8％、14％；而纳米SiO2的加入使纳米复合材料的拉伸和弯曲强度、刚性和韧性得到提高的同时，明显改善了蒙脱土使纳米复合材料缺口冲击强度下降的趋势，当纳米SiO2含量为1％时，缺口冲击强度提高了近33．5％。