固體潤(rùn)滑劑改性PA6-GF復(fù)合材料力學(xué)與摩擦學(xué)性能研究.pdf

1、尼龍6(PA6)因其優(yōu)異的機(jī)械力學(xué)性能、良好的耐磨性能與自潤(rùn)滑特性已作為摩擦材料被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、石油化工等領(lǐng)域。然而隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，單一PA6制品已難以滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用需要。通過(guò)對(duì)PA6進(jìn)行改性發(fā)展PA6基復(fù)合材料可以有效提高PA6綜合性能，拓展其應(yīng)用領(lǐng)域，是目前主要研究方向之一。
　　本論文使用雙螺桿擠出成型的方法制備PA6基復(fù)合材料，首先采用玻璃纖維進(jìn)行增強(qiáng)，研究了玻纖含量對(duì)復(fù)合材料力學(xué)與摩擦學(xué)性能的影響;在此基礎(chǔ)上，通過(guò)固

2、體潤(rùn)滑劑PTFE、石墨與UHMWPE單一或兩兩復(fù)合對(duì)PA6/GF-15％復(fù)合材料進(jìn)行填充改性，重點(diǎn)研究了潤(rùn)滑劑填充量與配比對(duì)復(fù)合材料力學(xué)與摩擦學(xué)性能影響。利用SEM觀察磨損表面形貌，探討了復(fù)合材料的磨損機(jī)理。研究結(jié)果表明:
　　(1)玻纖增強(qiáng)大幅提升了純PA6的物理與力學(xué)性能，且隨玻纖含量的增加而呈現(xiàn)上升趨勢(shì);同時(shí)也對(duì)材料摩擦學(xué)性能有不同程度的影響。當(dāng)玻纖含量為15wt％時(shí)，復(fù)合材料的摩擦系數(shù)為0.1177，較純PA6下降了65％

3、;但質(zhì)量磨損率有所增加。純PA6以粘著磨損為主，而玻纖增強(qiáng)PA6復(fù)合材料主要發(fā)生磨粒磨損。
　　(2)單一固體潤(rùn)滑劑填充改性PA6/GF復(fù)合材料時(shí)，PTFE可有效降低復(fù)合材料的摩擦系數(shù)，改性效果優(yōu)于UHMWPE與石墨;當(dāng)PTFE填充量為15wt％時(shí)，復(fù)合材料摩擦系數(shù)降低至0.09412，比PA6/GF降低了20％;但復(fù)合材料的摩擦穩(wěn)定性與力學(xué)性能有所下降，主要磨損機(jī)理為磨粒磨損，伴隨有少量粘著磨損。
　　(3)復(fù)合固體潤(rùn)滑劑

4、填充時(shí)，PTFE-UHMWPE對(duì)PA6/GF復(fù)合材料質(zhì)量磨損率改性效果較優(yōu)，其次是石墨-UHMWPE，PTFE-石墨較差。10wt％/5wt％ PTFE-UHMWPE填充復(fù)合材料質(zhì)量磨損率僅為3.65×10-8cm3/Nm，與未填充PA6/GF相比下降了62％，比純PA6降低了44％，此時(shí)復(fù)合材料磨損機(jī)理主要為磨粒磨損，同時(shí)伴隨少量粘著磨損的發(fā)生。
　　(4)在所研究固體潤(rùn)滑劑種類(lèi)及填充量范圍內(nèi)，15wt％ PTFE填充PA6/G