超细铁粉改性聚甲醛复合材料的研究

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1、超细铁粉改性聚甲醛复合材料的研究摘要聚甲醛(POM)是一种没有侧链、高密度、高结晶性的热塑性聚合物，具有优异的力学性能和摩擦性能，俗称“塑料钢”。但是，由于其结晶度高且晶型为大的球晶，所以其冲击强度差，缺口敏感性大，这大大限制了它的应用范围。另外，由于高负荷、高速、高温等工作条件，对聚甲醛的耐摩擦性能提出了更高的要求。本文针对以上问题，利用铁粉对POM的韧性和耐摩擦性改性进行了研究。主要内容及结论如下：1．利用平均粒径为1pm和140nm的两种Fe粉改性聚甲醛，发现粒径较小的Fe粉更能增强增韧聚甲醛。而且Fe粉含量为4％时复合材料的韧性提高最多。Fe粉经分

2、散剂TAS．2A和偶联剂NDZ．201处理后，可以有效的促进其在POM中的分散，改善两者的界面状况，进而提高复合材料的韧性。DSC和偏光显微镜结果表明，经偶联剂改性后的铁粉能够破坏聚甲醛的结晶，降低聚甲醛的结晶度。同时，热重分析发现，添加热稳定剂可以有效地改善复合材料的热稳定性，提高起始分解温度，延长分解时间。2．利用甲醛和三聚氰胺在Fe粒子表面进行缩聚反应，制备铁微胶囊粒子。用红外光谱、接触角、粒径分布对其进行表征，证明成功的实现了蜜胺树脂(三聚氰胺．甲醛树脂)在铁粒子表面的包覆。将所得到的微胶囊粒子填充进聚甲醛中，缺口冲击强度得到了很大的提高，主要原因

3、是包覆后的铁微胶囊粒子与聚甲醛的相容性提高，粒子与聚甲醛分子链的界面结合力增强。3．在MRH．3型环块磨损试验机上测试聚甲醛以及甲醛／Fe复合材料的滑动摩擦磨损性能。研究铁粉含量、载荷、磨擦时间以及转速对材料摩擦系数和磨损质量的影响。采用扫描电镜研究磨损试样的形貌，发现聚甲醛／Fe复合材料的磨损以磨粒磨损为主，长时间或高载荷下才会出现粘着磨损。关键词：铁粉聚甲醛增韧表面改性摩擦磨损超细铁粉改性聚甲醛复合材料的研究STUDY0NTHECOⅣmOSITEⅣ丛TERIALOFPOLYFORMALDEHYDEMODIFIEDBYUIJRAFINEIRON．POWD

4、ERABSTRACTBeingwithoutsidechain，polyformadehyde(POM)namedas“plsticsteel’’isakindof11ighcrystallinethermoplasticpolymerwitllllighdensity．POMhasexcellentmechanicalpropertiesandhighfriction-resistantperformance．However,ithaspoorimpactstrengthduetohighcrystalrateandtobigglobecrystal，w

5、hichgreatlyrestrictstheapplicationofPOMmaterial．Theconditionsofhighload，highspeedandhightemperaturehavemorehigherrequirementsonthefriction-resistantproperties．Therefore，inthispaper,thetoughnessandfriction—resistantpropertiesofPOMweremodifiedbyFepowdertosolvetheproblemsmentionedabo

6、ve．Themaincontentsandresultsaredescribedasfollows：1．TwokindsofFepowder晰tlltheaverageparticlesizeof1lamand140nm．respectively,wereusedtomodifyPOM．TheresuksshowedthatthesmallerparticleswerebetterandthecontentofFepowderWaspreferably4％．FepowdermodifiedbythedispersantofTAS·-2Aandcouplin

7、gagentofNDZ一201couldeffectivelyimprovethedispersityofFepowderinPOMandthenmodifythecombinationbetweenthem，leadingtohighertoul#messofthePOM／Fecomposites．Differentialscanningcalorimetry(DSC)andpolarizingmicroscopeshowedthatFepowdermodifiedbythecouplingagentdestroyedthecrystallizabili

8、tyofPOM．Furthermore，thermogravime