SF含量对SF/PF动态力学和摩擦性能影响

将不同含量碱处理的剑麻纤维(SF)与酚醛树脂(PF)粉末、填科等在塑炼机上熔融混炼,通过模压成型工艺制备SF/PF复合材料,研究了SF含量对SF/PF复合材料力学性能、动态力学性能、摩擦磨损性能的影响,并借助SEM观察SF/PF复合材料磨损面的微观形貌.结果表明,SF含量(质量分数,下同)为15%时,SF/PF复合材料的冲击强度、弯曲强度分别为5.58 kJ/m2和67.69MPa,玻璃化转变温度(tg)达到204℃.与未加SF复合材料的相比tg提高13℃;SF含量为10%时,SF/PF复合材料的磨损体积为4.6×10-4cm3.SEM观察表明,sF含量10%时,SF与PF间的界面粘结性良好.     

BPR含量对BPR/SF/PF复合材料摩擦磨损性能和力学性能的影响

将硼酚醛树脂(BPR)与普通酚醛树脂(PF)熔融共混,再加入经过碱处理的剑麻纤维(SF),通过模压成型工艺制备BPR/SF/PF复合材料。利用定速式摩擦试验机和电子万能试验机研究了BPR含量对复合材料摩擦磨损性能及力学性能的影响,采用扫描电镜观察了复合材料磨损表面的形貌。结果表明:在BPR/PF=50/100时,与普通PF/SF复合材料相比,BPR/SF/PF复合材料在300℃下的磨损率降低了42%,冲击强度提高了14%,弯曲强度和弯曲模量分别提高了25%和36%;复合材料磨损面形貌显示,加入BPR后,复合材料由疲劳磨损转变为磨粒磨损。     

表面处理方法对剑麻纤维/酚醛树脂复合材料性能的影响

分别采用碱、硅烷偶联剂、阻燃剂对剑麻纤维(SF)进行表面处理,采用模压成型工艺制备了SF/酚醛树脂(PF)复合材料。研究了SF表面处理方法对SF/PF复合材料的摩擦磨损性能、力学性能、吸水性的影响,借助扫描电镜观察了复合材料磨损面的形貌。结果表明:SF经阻燃剂处理后,SF/PF复合材料的磨损体积为0.00053cm3,比未处理的SF/PF复合材料减少了77.2%;SF经硅烷偶联剂处理后,SF/PF复合材料的冲击强度、弯曲强度分别比未处理的SF/PF复合材料提高18.7%、15.4%,且耐水性也有一定改善。     

GO/PF原位复合材料的摩擦磨损性能及力学性能

采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),并与酚醛树脂(PF)进行原位聚合,将原位聚合树脂与固化剂、填料等通过辊炼、模压成型制备GO/PF原位复合材料.研究GO的含量对GO/PF原位复合材料的力学性能及摩擦磨损性能影响,使用扫描电子显微镜(SEM)观察复合材料的磨损面形貌.研究结果表明,GO通过原位聚合能在一定程度上提高复合材料的力学性能、摩擦磨损性能,当GO质量分数为0.25％时,GO/PF原位复合材料的冲击强度提高了18.6％,在250℃和300℃下,GO/PF原位复合材料的体积磨损率分别降低了20.0％和15.6％.     

GF增强PA6复合材料的力学与摩擦性能研究

采用熔融共混法制备玻璃纤维(GF)增强尼龙(PA)6复合材料,研究了GF含量对PA6/GF复合材料力学性能和摩擦性能的影响,并利用扫描电子显微镜对复合材料的磨损机理进行分析.结果表明,GF显著影响复合材料的力学性能和摩擦性能,GF质量分数为15%时增强效果较好,PA6/GF复合材料的缺口冲击强度比纯PA6提高5倍,摩擦因数降低43%,磨损量减少33%.GF含量较低时,PA6/GF复合材料的磨损以磨粒磨损和粘着磨损为主,含量较高时则主要表现为磨粒磨损和疲劳磨损.     

表面改性对酚醛树脂/氧化石墨烯复合材料的力学性能与摩擦性能的影响

采用硅烷偶联剂KH550对氧化石墨烯(GO)进行表面改性,制备改性的氧化石墨烯(MGO),采用FTIR和XRD对MGO进行结构表征,通过共混、混炼、模压成型工艺制备酚醛树脂(PF)/MGO复合材料,研究GO的表面改性对PF复合材料的力学性能、动态力学性能和摩擦性能的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的磨损表面进行形貌分析。结果表明:GO的表面改性对提高PF复合材料的力学和动态力学性能、摩擦学性能具有明显效果,相比于未改性的PF/GO复合材料,其冲击强度提高了24.32%,弯曲强度提高了10.95%,弯曲模量提高了21.21%,松弛模量提高了42.22%,形变率降低了40.79%,同时改性的PF/MGO复合材料具有较高的摩擦系数和磨损率;扫描电镜观察结果显示,复合材料的磨损表面显得平整、光滑。     

钼酸铵/丁腈橡胶改性酚醛树脂对摩擦材料性能的影响

制备了以未改性PF、市售改性PF、钼酸铵/丁腈橡胶复合改性PF作为基体的摩擦材料,研究了钼酸铵/丁腈橡胶改性酚醛树脂(PF)对树脂基摩擦材料摩擦磨损性能的影响,并对不同树脂基摩擦材料的冲击强度、硬度和摩擦磨损性能进行了测试。结果表明,复合改性PF基摩擦材料的冲击强度为3.51~3.72 k J/m2,硬度为73~82,高于未改性PF基摩擦材料的冲击强度(3.22 k J/m2)和硬度(52),有效提高了摩擦材料的韧性和硬度。以复合改性PF为基体的摩擦材料,其摩擦系数的稳定性得以提高,其中以含量为10%的摩擦材料最为稳定,磨损率最小。当树脂添加量相同时,复合改性PF基摩擦材料的摩擦系数的稳定性最好,且摩擦系数值保持在0.37~0.40之间,比未改性PF基摩擦材料的摩擦系数和市售改性PF基摩擦材料摩擦系数稳定;复合改性PF基摩擦材料的高温(350℃)磨损为0.45×10~(–7)cm~3/(N·cm),远低于未改性PF基摩擦材料的1.50×10~(–7)cm~3/(N·cm)和市售改性PF基摩擦材料的0.67×10~(–7)cm~3/(N·cm),抗高温热衰退性最好。     

热致性液晶聚合物/酚醛树脂/氧化石墨烯混杂复合材料的性能研究

采用熔融挤出法将热致性液晶聚合物(TLCP)与酚醛树脂(PF)熔融挤出,分别加入改良Hummers法制备的氧化石墨烯(GO)、硅烷偶联剂改性GO(KH550 GO、KH560 GO),制备了TLCP/PF/GO混杂复合材料,研究了加入GO对TLCP/PF/GO混杂复合材料的力学性能、摩擦磨损性能的影响。结果表明,硅烷偶联剂处理的GO能一定程度提高复合材料的摩擦磨损性能和力学性能,特别是TLCP/PF/KH560 GO混杂复合材料的摩擦因数稳定,在150 ℃和250 ℃下的体积磨损率分别降低了20.6 %和23.1 %,材料的冲击强度提高了18.6 %。     

纤维增强PA6/HDPE复合材料的性能

制备不同配比的碳纤维(CF)、玻璃纤维(GF)增强PA6/HDPE复合材料.对其摩擦磨损性能和力学性能进行测试,用显微镜对复合材料拉伸断面进行观察.结果表明:碳纤和玻纤对PA6/HDPE复合材料的摩擦磨损性能和力学性能均有一定的改善作用,其中碳纤质量含量为3％时对PA6/HDPE复合材料力学性能和摩擦磨损性能的改善效果较好,其拉伸强度、弯曲强度及冲击强度比未加纤维的PA6/HDPE分别提高了21.6％、38.8％和40.5％;其100 N和200 N载荷下的磨损量分别为未加纤维的PA6/HDPE的71.5％和75.6％.     

酚醛树脂/磷酸铝复合材料的制备及性能

以自制的磷酸铝为无机填料,采用热压法制备酚醛树脂(PF)/磷酸铝复合材料,研究了磷酸铝的含量对复合材料力学性能的影响。结果表明,当磷酸铝质量分数为9%时,PF/磷酸铝复合材料的弯曲强度达到最高,与纯PF相比提高了12%,冲击强度提高了95%;磷酸铝质量分数为6%时,复合材料的冲击强度达到最高,与纯PF相比提高了151%。在此基础上,研究了磷酸铝质量分数为9%的复合材料与纯PF在固化性能、热稳定性能及摩擦磨损性能等方面的对比情况。结果表明,磷酸铝使PF的固化变得平稳,在纯PF的固化温度下,复合材料可以完全固化;与纯PF相比,复合材料失重5%时的温度由125℃提高至224℃,在700℃的失重率由99%降低至41%,热稳定性能得到大幅提高;复合材料的摩擦系数相比纯PF略有升高,但磨损率相比纯PF降低了85%,耐磨损性能得到提高。     

温度对酚醛树脂/丁腈橡胶复合材料摩擦学性能的影响

采用机械共混法将酚醛树脂（PF）与丁腈橡胶（NBR）进行混合而制得PF/NBR复合材料,研究了PF用量对NBR的拉伸性能、撕裂性能及硬度的影响,使用多功能材料表面性能综合测试仪、三维表面形貌仪和扫描电子显微镜对力学性能最优的PF/NBR复合材料试样A 2（添加5份PF）在不同温度下的摩擦性能进行了探究,并与未添加PF的试样A 0进行了对比,此外还对PF/NBR复合材料的磨损机理进行了初步分析。结果表明,当温度超过75 ℃时,试样A 0的摩擦系数曲线整体呈持续上升的趋势,同时其表面有较多孔洞,分子间结合力下降,耐磨性变差,而试样A 2的摩擦系数则基本保持稳定,磨损行为表明其磨损机理由磨粒磨损逐渐转变为黏着磨损;相对于试样A 0而言,试样A 2在高温下仍能保持较好的摩擦性能。     

Thermal and frictional properties of modified sisal fibre/phenolic resin composites

Abstract

In order to enhance the bonding force of sisal fibres (SF) and polymer matrix, different surface modifiers (alkali, coupling agent and borax) were used to treat the fibres. The SF/phenol formaldehyde (PF) resin composites were prepared through compression moulding. Thermal properties of the treated SFs and fibre composites were studied by thermogravimetric analysis and thermal expansion analysis. The effect of SF modification on the friction and wear properties of composites was investigated using wear tester under dry condition. The treated fibre surface and the worn surfaces of SF/PF composites were observed by SEM. The results showed that the surface of SF became rough after borax treatment, and the initial decomposition temperature increased by 13·6°C, compared to untreated SF. Thermal stability and wear properties of the PF composites with treated fibre were obviously increased due to the fibre modification. For example, wear volume of the composites with sisal treated by borax decreased by 73·3%. Scanning electron microscopy photos showed that the wear mechanism changed from fatigue wear to slight plough wear.     

不同粒径氧化锌填充丁腈橡胶的摩擦磨损机制

采用机械共混与热模压工艺制备普通氧化锌(c-ZnO)与纳米氧化锌(n-ZnO)填充丁腈橡胶(NBR)复合材料,并对复合材料的硫化特性、力学性能及摩擦磨损性能进行了对比研究。结果表明,用量相同时,与c-ZnO相比,n-ZnO在硬脂酸与硫黄作用下形成较强硫化剂,可延长胶料的硫化时间,有利于提高胶料的加工安全性与流动性。与加入c-ZnO的胶料相比,n-ZnO/NBR复合材料的撕裂强度提高了11.0%,压缩永久变形减小17.3%,邵尔A硬度略微提高,且在干摩擦、油润滑条件下均表现出优异的耐摩擦磨损性能。c-ZnO/NBR复合材料的磨损机制为磨粒磨损和严重的黏着磨损,n-ZnO/NBR复合材料的磨损机制为磨粒磨损和少量的黏着磨损。     

聚苯硫醚复合材料摩擦性能的研究

考察了聚四氟乙烯（PTFE）、纳米无机粒子及不同含量和粒度的石墨填充改性聚苯硫醚（PPS）复合材料的摩擦磨损性能、力学性能；并采用扫描电镜（SEM）观测了磨损表面及对摩面的微观结构。结果表明：石墨的添加有利于在对摩面上形成转移物，而且随着石墨含量的增加，材料的摩擦系数明显降低，但磨耗量却有所升高，而石墨的粒度变化对材料的摩擦性能没有太大的影响；当PTFE和石墨两种固体润滑剂同时加入时，材料的力学强度有所降低，但其摩擦系数及磨耗量都得到明显改善，材料以疲劳磨损为主：纳米无机粒子的加入会使材料的磨耗量有所增大，其磨损机理转变为磨粒磨损。     

聚甲醛/低密度聚乙烯接枝纳米二氧化硅复合材料的研究

通过熔融接枝及熔融共混法制备了聚甲醛/低密度聚乙烯接枝纳米二氧化硅(POM/PE-LD-g-SiO2)复合材料,并对复合材料的力学、热和摩擦磨损性能进行研究。结果表明,PE-LD-g-SiO2的加入对POM基体具有良好的增强增韧作用,且随着PE-LD-g-SiO2含量的增加复合材料的力学和热性能均呈现先增大后降低的趋势。当PE-LD-g-SiO2的质量分数为4%时,复合材料的力学和热性能均达到最大值;而摩擦系数和体积磨损量逐渐降低,当PE-LD-g-SiO2的质量分数为6%时,达到最小值。     

GF及偶联剂改性PVC/稻壳木塑复合材料

采用模压成型的方式、通过实验探索玻璃纤维(GF)含量及偶联剂处理对聚氯乙烯(PVC)/稻壳木塑复合材料的力学特性和耐磨性的影响。实验结果表明:PVC/稻壳木塑复合材料的硬度随GF含量增加呈现先减小后增大的趋势。GF含量在15%以下时,随着GF用量的增大,木塑复合材料的拉伸强度与冲击强度总体上随之变大,超过15%则随GF含量增大而减小。而弯曲强度出现先减后增的趋势,弯曲弹性模量则与之相反。木塑复合材料的耐磨损性在GF含量为15%时最佳,摩擦系数在10%时最大。合适的偶联剂处理能增强木塑复合材料的力学性能和耐磨性。其中γ–氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)的增强效果比较好,钛酸酯不能提高PVC/稻壳木塑材料的力学性能和耐磨性。     

Friction and wear properties of NBR/PVC composites

Acrylonitrial butadiene rubber (NBR)/Polyvinyl chloride (PVC) composites with different PVC content were prepared. The effect of PVC content on the mechanical strength and tribological properties of the NBR/PVC composites was investigated. The morphologies of the worn traces and debris of NBR/PVC composites and worn traces of mating ball were observed using a scanning electron microscope (SEM). It was found that the friction and wear of NBR/PVC was lower than that of NBR without PVC. The NBR/PVC composite with 30% PVC content showed the best synthetic mechanical and tribological properties. The inferior elastic properties and the lesser deformation under the applied load of composites with PVC resulted in hysteric force and adhesion force decrease, which leading to a lower friction and wear of NBR/PVC composites. The frictional failure unit of NBR70/PVC30 composite being smaller should be an important reason of the wear of the composite being lowest. The lubricating effect of PVC played an important role in decreasing the friction coefficient and wear of NBR/PVC composites. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2007     

Tribological application of carbon nanotubes in a metal-based composite coating and composites

Ni-P-carbon nanotube (CNT) composite coating and carbon nanotube/copper matrix composites were prepared by electroless plating and powder metallurgy techniques, respectively. The effects of CNTs on the tribological properties of these composites were evaluated. The results demonstrated that the Ni-P-CNT electroless composite coating exhibited higher wear resistance and lower friction coefficient than Ni-P-SiC and Ni-P-graphite composite coatings. After annealing at 673 K for 2 h, the wear resistance of the Ni-P-CNT composite coating was improved. Carbon nanotube/copper matrix composites revealed a lower wear rate and friction coefficient compared with pure copper, and their wear rates and friction coefficients showed a decreasing trend with increasing volume fraction of CNTs within the range from 0 to 12 vol.% due to the effects of the reinforcement and reduced friction of CNTs. The favorable effects of CNTs on the tribological properties are attributed to improved mechanical properties and unique topological structure of the hollow nanotubes.