低载荷下多壁碳纳米管在脲基润滑脂中的摩擦行为.pdf

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1、合成润滑材料2015年42卷第1期SYNTHETICLUBRICANI1sDOI：10．39690．issn．1672-4364．2015．01．001低载荷下多壁碳纳米管在脲基润滑脂中的摩擦行为莫嘉文，曾晖，方岩雄，纪红兵(1．广东工业大学，广州510006；2．中山大学，广州5102752)摘要：多壁碳纳米管可以作为润滑脂添加剂。在低载荷下，多壁碳纳米管可以增加脲基润滑脂的润滑性，同时对工程塑料摩擦副也有良好的减摩作用。多壁碳纳米管的作用机理是形成了“滚珠效应”。关键词：多壁碳纳米管脲基润滑脂摩擦工程塑料中图分类号：TE624．8+3文献

2、标识码：A文章编号：1672-4364(2015)01—0001—03碳纳米管(CNT)具有极高的机械强度、独特1．2润滑脂的制备的导电性、储氢性能和吸附性能E1-3]，在机械、电本实验在润滑脂的制备过程中，除了MWCNTs子、航天及航空等高新科技领域具有很广阔的应用的添加量外，其余的条件不变，仅考虑MWCNTs含前景]。量对润滑脂减摩抗磨性能的影响。CNT是石墨面围成的中空圆柱体．具有优异的将部分150N基础油和MDI混合，75℃下搅拌自润滑性能．作为添加剂可降低润滑材料的摩擦因溶解30min，然后加入MWCNTs，超声30min；将剩数，

3、提高抗磨损性能。近几年来已有将CNT作为减余基础油和十八胺在75℃下混合溶解10min，然摩剂的相关报道⋯。有研究者¨将多壁碳纳米管后加入环已胺：将两部分混合物在75℃下混合反(MWCNTs)分散在润滑脂中．发现MWCNTs的添应30min后将温度调整至170℃进行膨化；膨化加量在0．0125％～0．05％质量分数时效果最佳．摩后的产物用三辊机研磨三遍得到所需要的润滑脂。擦因数的降幅最高达28％．磨斑直径的降幅最高达1．3性能测试条件30％，磨损率的降低幅度最高达57％。目前对于碳热分析条件：空气气氛。气流为50mL／min，温纳米管在超低载

4、荷和高载荷下的研究较多[13-161，但度从3O℃升到700℃，升温速度为15~C／min。实际工业应用中，很多涂覆了润滑膜的材料表面都抗磨性能测试条件：频率为2Hz，1／2振幅为要经历较低载荷(ON～10N)的摩擦。在这样的摩2．5mm．室温；GCR15轴承钢钢球，直径为12．7mm，擦条件下，要求润滑膜不容易破损，且具有高效的硬度为HRC59～61，符合GB308标准。润滑效果。而目前对多壁碳纳米管在低载荷下的2结果与讨论润滑效果鲜见报道，为此将多壁碳纳米管添加于脲多壁碳纳米管(MWCNTs)直径<8am，内径均基润滑脂中，研究了体系在低

5、载荷条件下的摩擦匀，长度在10I．Lm～30m之间，400℃以下性质磨损性能。稳定．430℃开始分解，约600oC分解程度达到最1实验部分大。对于常见的润滑油脂来讲。MWCNTs的热安定1．1实验仪器及试剂性足以满足常规使用的要求。STA449F3热分析仪，德国耐驰公司产：摩擦2．1热安定性磨损试验仪，瑞士CSM公司产。图1(见下页)是脲基润滑脂和添加了2．0％质150N基础油，工业品，韩国双龙产；MDI(二苯甲烷一4，4’二异氰酸酯)，工业品，烟台万华聚氨酯基金项目：大亚湾区科技计划项目，项目号201202017；大亚湾股份有限公司出品；十

6、八胺，环已胺，二正丁胺及异区科技计划项目，项目号201202004；广东省普通高校_T-程技术研庚烷，上海晶纯生化科技股份有限公司出品，AR；究(开发)中心建设资助项目，项目号2012gczxA001。MWCNTs，纯度大于95％，中科院成都有机所出品；收稿日期：2014—11—03著者简介：莫嘉文(1990～)，男(汉族)，广州人，硕士研究生，PE(聚乙烯)，POM(聚甲醛)，PC(聚碳酸酯)和PA662012年毕业于广东石油化工学院。现就读于广东工业大学化学工(尼龙66)均购自深圳群旭塑胶材料公司。程与技术专业．主要从事润滑材料研究工作。

7、合成润滑材料2SYNTHETICLUBRICANTS2015年42卷第1期糍吸鞲0O量分数MWCNTs的脲基润滑脂的热失重曲线。低导致分布不均匀．这是因为MWCNTs要通过摩10擦运动重新分布才能达到平衡，因此导致运动初期8摩擦因数波动较大。●6试验数据显示，MWCNTs质量分数在超过41．5％时，摩擦因数从0．055降低到0．035左右，减摩效果非常明显。这是因为MWCNTs的粒径远小于2油膜的厚度，并且其具有很高的比表面，相对基础1uuzuuuU4U00UUOuU，UU油会更容易在表面吸附：同时摩擦过程中产生的热温度／℃会更快地被MWCN

8、Ts传导并导致其表面的化学活图1脲基润滑脂的热失重曲线由图1可见，对比脲基润滑脂空白样．MWCNTs性更强，与摩擦表面的吸附作用进而得到进一步增的加入可在一定程度上