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本课题针对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)材料在摩擦学应用领域存在的缺陷设计制备了两种具备相变储热能力的功能型填料,并将其按照不同的填充比例添加入UHMWPE基体当中,制得了功能化UHMWPE基复合材料;测试了各复合材料在不同试验条件下的摩擦学性能并分析了其对应的摩擦磨损机理,最后对摩擦试验中的温度场分布进行了探索。主要研究内容及结论如下:(1)采用原位聚合法制备了石蜡相变微胶囊,通过正交实验方法对微胶囊合成过程中的参数进行了筛选,得出最佳的合成工艺条件为:乳化搅拌速度选择1000rpm,乳化剂选用十二烷基苯磺酸钠,芯壁比确立为1:1.5,预聚体的滴加速率保持2ml/min。通过微结构表征,结果表明,所制微胶囊呈规则球形,平均粒径1~2μm。通过将膨胀石墨与石蜡材料共混,制备出膨胀石墨/石蜡复合相变填料,借助扫描电子显微镜对其微观形貌进行了表征,确认了膨胀石墨孔道结构对石蜡的吸附机理,设计实验测试了该复合物的储(放)热性能,结果表明,所制得的膨胀石墨/石蜡具备较高的导热性和稳定性。(2)设计装配了模压成型机,并围绕UHMWPE材料的成型工艺进行了探索,确立了工艺参数和成型步骤。分别以石蜡微胶囊(MF)和膨胀石墨/石蜡(EG/P)为填料,以超高分子量聚乙烯为基体,制备了MF/UHMWPE和EG/P/UHMWPE复合材料。(3)选用MM-200型摩擦磨损试验机测试了复合材料在室温干摩擦条件下的摩擦学性能,结果表明:低速试验条件下,适当比例的石蜡微胶囊的填充可以改善UHMWPE摩擦系数、提高UHMWPE材料的耐磨性,最适宜填充比例为20%,在此填充比例下,复合材料的摩擦系数降低60%以上,耐磨性可提高17%以上。填充入不同比例的膨胀石墨/石蜡填料后,UHMWPE基复合材料的摩擦系数得到较好改善,摩擦系数最低降至0.1左右,而耐磨性的提高效果不明显。高速试验条件下,适当比例的石蜡微胶囊与膨胀石墨/石蜡填料都可以明显提高UHMWPE的耐磨性,且有助于材料摩擦系数较快达到稳定状态,其中微胶囊填料的最适宜填充比例为20%,在此填充比例下,复合材料的耐磨性提高40%以上,而膨胀石墨/石蜡填料的填充效果随石蜡种类和添加比例的不同而有较明显差异。(4)考察了复合材料在摩擦进程中的稳定性能,发现经过功能型填料的填充后,复合材料的摩擦稳定性能得到较明显提高,摩擦系数波动性降低。从不同角度对摩擦试验中UHMWPE材料摩擦界面处的温度分布进行探索,对比了实测温度值、解析温度值和计算机模拟温度值的差异,揭示了闪点温度对材料摩擦磨损性能的重要影响。