新型NanoG-BMI減摩復(fù)合材料的制備、結(jié)構(gòu)及性能研究.pdf

1、新型樹脂基減摩復(fù)合材料因其具有許多優(yōu)良特性，在機(jī)械工程中作為各種減摩、耐磨零件的金屬材料的替代或換代產(chǎn)品，獲得越來越多的應(yīng)用。目前，傳統(tǒng)的減摩復(fù)合材料主要是以石墨微粉或與二硫化鉬協(xié)同為潤滑劑，以耐高溫的樹脂為基體制備的減摩復(fù)合材料，研究表明只有石墨微粉加入量在20％以上，才能制得較為滿意的減摩性能的減摩復(fù)合材料，但這卻導(dǎo)致減摩復(fù)合材料的力學(xué)性能下降。本文首次提出利用高、低溫膨脹不同粒度的可膨脹石墨制備的納米石墨薄片（NanoG）為潤滑劑

2、，以耐高溫的雙馬來酰亞胺樹脂（BMI）為基體，制備新型耐熱納米減摩復(fù)合材料。試驗(yàn)表明，以納米石墨薄片為潤滑劑，在納米石墨薄片添加量為3%-5%時(shí)制備的納米減摩復(fù)合材料，其減摩性能與20%石墨微粉最佳添加量制備的減摩復(fù)合材料的減摩性能相當(dāng)，而其力學(xué)性能則大大優(yōu)于以20%石墨微粉制備的減摩復(fù)合材料的力學(xué)性能，并且大部分力學(xué)性能指標(biāo)還超出了純BMI樹脂材料的性能指標(biāo)。
　　本文提出“攪拌+超聲波”強(qiáng)化粉碎制備納米石墨薄片的新方法，并利用

3、十六烷基三甲基溴化銨和硬脂酸對(duì)納米石墨薄片進(jìn)行修飾，從而提高納米石墨薄片在減摩復(fù)合材料中的分散性和減少納米石墨薄片（NanoG）的團(tuán)聚。試驗(yàn)表明，盡管修飾劑的修飾效果不是十分理想，但經(jīng)修飾的納米石墨薄片制備的納米減摩復(fù)合材料的減摩性能優(yōu)于不經(jīng)修飾制備的減摩復(fù)合材料的減摩性能。
　　利用現(xiàn)代分析測試手段，對(duì)納米石墨薄片和在納米減摩復(fù)合材料中納米石墨薄片的層間結(jié)構(gòu)以及減摩復(fù)合材料的磨損與減摩機(jī)理及固化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)等進(jìn)行分析與表征，并對(duì)該

4、納米減摩復(fù)合材料的耐熱性能和力學(xué)性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明納米石墨薄片制備時(shí)，可膨脹石墨的粒度愈大，制備的減摩復(fù)合材料的減摩性能愈好；高溫膨脹制備的納米石墨薄片的潤滑性能不如低溫膨脹的潤滑性能；納米石墨薄片由多層碳-碳六方平面“亞結(jié)構(gòu)單元”構(gòu)成網(wǎng)狀和多孔結(jié)構(gòu)；納米減摩復(fù)合材料固化動(dòng)力學(xué)模型為Ea=83.3KJ/mol、A=2.9×107、n=0.93、速率方程（公式略）；納米減摩復(fù)合材料的磨損和減摩機(jī)理除了有少量“化學(xué)磨損”和“氣潤滑”外