超高分子量聚乙烯基固体润滑剂流变及摩擦性能研究

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:long12312
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文主要研究超高分子量聚乙烯固体润滑体系的配方设计、优化及成型工艺,重点考察了各配方的流变性能、摩擦磨损性能及热膨胀性能。采用硅烷偶联剂及化学镀铜方法对无机填料进行表面处理,对处理后的填料表面进行IR、XRD、SEM微观表征。采用哈克转矩流变仪对UHMWPE和UHMWPE基固体润滑剂进行流变性能的研究。利用正交试验设计和序贯试验相结合的方法研究了不同填料配比下固体润滑剂的干摩擦性能,分析摩擦及磨损性能影响因素,优选出较优配方。通过计算固体润滑剂制品的收缩率,考察了原料配比对制品热膨胀性能的影响。主要得出以下结论:   经硅烷偶联剂WD-50表面处理后,石墨、铜粉及氟化物表面均形成有机官能团,而二硫化钼表面几乎未出现有机官能团。采用敏化及活化处理工艺的石墨表面镀铜效果较好。   超高分子量聚乙烯在250℃下塑化成型过程中最大扭矩为56.1Nm,平衡扭矩为33.9Nm,塑化时间为17min。正交表1各组配方的最大扭矩相比纯超高分子量聚乙烯树脂下降了16.58%~35.29%,塑化时间除正交3#外缩短了5.88%~41.18%。铜粉和聚四氟乙烯对塑化扭矩影响最大,铜粉和氧化镁对塑化时间影响最大,石墨和润滑油脂对塑化温度影响最大。正交表2各组配方的最大扭矩比纯超高分子量聚乙烯树脂下降了22.28%~40.64%,塑化时间出现了延长。改进配方的塑化时间比正交表1和正交表2都要小,塑化温度和最大扭矩值也都较低。镀铜后的石墨、聚乙烯蜡和硬脂酸钙的添加改善了UHMWPE的流变性能,缩短了塑化时间,塑化扭矩也相应的降低。   超高分子量聚乙烯的摩擦系数曲线平稳,且摩擦系数一直在0.22上下波动,试验30min后磨损率为0.03%。在正交表1试验范围内,润滑油脂和石墨对摩擦系数的影响最大,氟化物和二硫化钼对磨损率影响最大。本组试验的最优配方为每100份UHMWPE中润滑油脂0.2份、石墨5份、聚四氟乙烯0.5份、氟化物5份、铜粉5份、二硫化钼5份、氧化镁2份。在正交表2试验范围内,各组的摩擦系数相比正交表1均有所上升,磨损率出现了不同程度的下降。本组试验的最优配方为每100份UHMWPE中润滑油脂0.2份、石墨10份、聚四氟乙烯4份、氟化物10份、铜粉2份、二硫化钼2份、氧化镁1份。化学镀铜比添加偶联处理的填料具有更低的摩擦系数和磨损率;聚乙烯蜡可以一定程度上降低摩擦系数;硬脂酸钙对体系的摩擦性能未起到明显的改善作用。   正交表1和正交表2配方的收缩率相比纯UHMWPE树脂均下降了50%。正交表1试验范围内,铜粉和聚四氟乙烯对收缩率的影响最大。正交表2试验范围内,聚四氟乙烯对收缩率的影响最大。改进配方的收缩率比纯超高分子量聚乙烯增大了50%~153.85%。
其他文献
随着能源危机与世界能源格局的变化,开发新的能源和提高能源利用率一直备受人们的关注,作为节能环保、储热的微胶囊相变材料不仅在能量储存、热交换和温度控制领域有着广泛的应