PA6-UHMWPE-SiO2復(fù)合材料的摩擦學(xué)性能研究.pdf

1、聚酰胺6(PA6)是常用的一種熱塑性工程塑料，具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和自潤(rùn)滑性，在摩擦學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用較廣。但由于PA6在干摩擦?xí)r摩擦系數(shù)高，易發(fā)生嚴(yán)重的粘著磨損而造成材料磨損失效，限制了它在摩擦學(xué)領(lǐng)域的更廣泛應(yīng)用。目前采用UHMWPE改性PA6主要集中在共混物結(jié)構(gòu)、組分相容性與力學(xué)性能的關(guān)系，對(duì)其摩擦磨損行為的研究較少。本論文首先考察了EAA、EAA/PBO以及MAH-g-HDPE增容的PA6/UHMWPE共混物的摩擦學(xué)性能和力學(xué)性能，在此基礎(chǔ)

2、上，將無(wú)機(jī)粒子與UHMWPE并用，制備PA6/UHMWPE/SiO2復(fù)合材料。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下：
　　 PA6與UHMWPE共混后，能明顯改善其摩擦學(xué)性能，共混物的摩擦系數(shù)從純PA6的0.481降到0.419。采用EAA與PBO并用增容時(shí)，共混物的摩擦系數(shù)和磨損率分別從未增容共混物的0.419和6×10-6mm3/(N.m)降低到0.286和4.3×10-6mm3/(N.m)。此外，采用MAH-g-HDPE增容時(shí)共混物的摩

3、擦系數(shù)為0.324，磨損率比未加相容劑時(shí)降低了70％，比純PA6的降低了88.5％，同時(shí)共混物保持了較高的力學(xué)性能。磨損形貌SEM觀察發(fā)現(xiàn)，MAH-g-HDPE增容PA6/UHMWPE共混物的磨損機(jī)理是輕微的磨粒磨損和少量粘著磨損，有效改善了共混物的摩擦學(xué)性能。
　　 納米SiO2和微米SiO2對(duì)PA6的力學(xué)性能和摩擦學(xué)性能均有一定的影響。DSC測(cè)試表明，納米SiO2和微米SiO2均使PA6的結(jié)晶度增加。納米SiO2粒子能有效改

4、善PA6的摩擦學(xué)性能，而微米SiO2對(duì)復(fù)合材料的摩擦系數(shù)起破壞作用，對(duì)磨損率起改善作用。在PA6/UHMWPE的基礎(chǔ)上引入納米SiO2后，進(jìn)一步降低了復(fù)合材料的摩擦系數(shù)和磨損率，摩擦系數(shù)僅為0.312，磨損率為0.4×10-6mm3/(N.m)。說明納米SiO2和UHMWPE在改善PA6的摩擦學(xué)性能方面具有協(xié)同作用。
　　 考察不同載荷、潤(rùn)滑條件對(duì)PA6及其復(fù)合材料摩擦學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，材料在高載荷下具有較低的摩擦系數(shù)和較