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近年来,随着国内高速铁路快速发展,高速列车运行的安全性要求铁路桥梁的支座耐磨滑块必须具备高承载力、高自润滑与高耐磨性。进口的意大利桥梁的支座耐磨滑块就是采用超高分子量聚乙烯(UHMWPE)制造。本项研究采用纳米碳酸钙增强UHMWPE,以期在抗拉强度、滑动摩擦系数与耐磨性等方面达到国际先进水平。 探索出了模压—烧结工艺,跟传统模压成型工艺相比,新工艺提高了UHMWPE试样的结晶度,从而降低了摩擦系数,耐磨性也提高43%。 为了改善界面的相容性,采用KH570偶联剂处理纳米碳酸钙,改性处理的纳米碳酸钙增强UHMWPE复合材料,与纯UHMWPE相比,结晶度提高了22.3%,抗拉强度提高了11.5%,而耐磨性却大幅增加了280%。 还采用改性剑麻纤维(SF)填充UHMWPE,实验结果显示,填充SF使UHMWPE复合材料的结晶度下降,与纯 UHMWPE相比,抗拉强度提高了7.4%,耐磨性则提高190%。 将改性nano-CaCO3和改性SF协同增强填充UHMWPE,在协同增强UHMWPE复合材料中,UHMWPE+5wt.%纳米碳酸钙+4%ACSF复合材料的综合性能最优,与纯UHMWPE相比,结晶度提高了27.2%,拉伸强度提高了15.5%,耐磨性则显著地提高了500%。