聚酰胺酰亞胺涂層制備工藝及摩擦性能研究.pdf

1、現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展迫切要求工作機(jī)件在高溫等苛刻環(huán)境下具有良好的摩擦學(xué)性能。近年來(lái)，隨著摩擦學(xué)研究的重點(diǎn)從傳統(tǒng)的流體動(dòng)力潤(rùn)滑系統(tǒng)轉(zhuǎn)向摩擦材料及其表面工程，高分子固體潤(rùn)滑材料日益受到重視，兼具酰胺和亞胺結(jié)構(gòu)的聚酰胺酰亞胺(PAI)材料以其優(yōu)良的自潤(rùn)滑、耐磨、耐熱等性能成為高分子固體潤(rùn)滑的研究熱點(diǎn)。
　　本文首先用酰氯法和二異氰酸酯法制備了PAI，采用特性黏度法研究了酰氯法合成工藝中縛酸劑、反應(yīng)時(shí)間，及固化工藝中升溫方式、固化時(shí)間和固化溫度

2、對(duì)PAI特性粘度的影響;采用紅外、熱重、熱溶解方法研究了二異氰酸酯法中熱固化溫度對(duì)其結(jié)構(gòu)和熱穩(wěn)定性的影響;采用特性粘度法確定了其最佳合成、固化溫度和時(shí)間。最后以優(yōu)選的PAI為基體，添加不同含量的固潤(rùn)滑劑MoS2、 WS2、石墨制備PAI固體潤(rùn)滑涂層，對(duì)涂層的摩擦磨損性能、表面形貌和水接觸角進(jìn)行分析和表征。結(jié)果表明:
　　1.酰氯法制備聚酰胺酰亞胺選擇三乙胺做縛酸劑可以有效提高特性粘度，最佳的反應(yīng)時(shí)間為8h，高溫固化時(shí)，固化過(guò)程的升

3、溫方式對(duì)聚酰胺酰亞胺的特性粘度影響較小，最佳的固化時(shí)間為2h，最佳的固化溫度為150℃。
　　2.二異氰酸酯法制備的聚酰胺酰亞胺250℃固化時(shí)，凝膠率約11％，800℃時(shí)質(zhì)量損失僅為25.5％，300℃時(shí)凝膠率高達(dá)95％，300℃以上酰胺基團(tuán)N-H和C=O及亞酰胺基團(tuán)C=O特征峰的吸收強(qiáng)度隨固化溫度升高迅速增加;單體摩爾比TMA∶MDI=16∶17，反應(yīng)溫度140℃，反應(yīng)時(shí)間2h，固化溫度250℃，固化時(shí)間2h時(shí)，PAI涂層具有較

4、好的摩擦磨損性能和耐熱性能。
　　3.固體潤(rùn)滑劑的加入顯著降低了PAI涂層的摩擦系數(shù)，載荷800N時(shí)，MoS2添加量為30％時(shí)PAI涂層的摩擦系數(shù)低至0.1744，石墨添加量為10％時(shí)PAI涂層的摩擦系數(shù)低至0.1752，添加WS2的PAI涂層的摩擦系數(shù)集中在0.30-0.33之間;添加固體潤(rùn)滑劑的PAI涂層的摩擦系數(shù)越低，其磨痕寬度相對(duì)較小，磨痕較淺，表面較平整;固體潤(rùn)滑劑的加入顯著提高了PAI涂層的水接觸角，且涂層的摩擦系數(shù)越