聚酰亚胺聚全氟乙丙烯层压复合材料摩擦性能研究.pdf

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1、工程塑料应用2011年，第39卷，第1O期聚酰亚胺／聚全氟乙丙烯层压复合材料摩擦性能研究赵海张教强季铁正杨满红晁敏寇开昌(西北工业大学理学院应用化学系，西安710129)摘要用热压法制备了聚酰亚胺／聚全氟乙丙烯层压复合材料。用磨损试验机在不同滑动速率、负载下研究了其摩擦学性能。对不同负载、滑动速率下的摩擦系数随时间的变化进行了详细分析。用扫描电子显微镜观测了试样的磨损面并分析了其摩擦机理。实验结果表明，该材料具有优良的摩擦学性能并且磨合时间很短。摩擦系数随时间变化，并且与负载和滑动速率有关。稳态摩擦系数介于0．2～0．3之间，磨损率低于7×10mm／(N·m)，且随负载和滑动速率增加而增加

2、关键词聚酰亚胺聚全氟乙丙烯层压复合材料转移膜摩擦磨损特种工程高分子材料因其优异的力学性能、高脂研究所；耐热性、真空环境中的高稳定性、抗辐射性，极好的FEP分散液：FR463，固含量50％，上海三爱富电学性能和自润滑性等J，在很多领域受到青睐。新材料股份有限公司；近年来，聚酰亚胺(PI)复合材料因其与钢对磨时摩丙酮：分析纯，天津市富裕精细化工有限公司；擦系数低和自润滑的特性，在摩擦学研究中颇为引1．2主要设备、仪器人关注。目前研究较多的是用各种填料或内平板硫化机：QLB—D400×400×2型，上海市部润滑剂改性的PI复合材料，很多学者对其摩擦和第一橡胶机械厂；磨损性能进行了深入的探索。如经

3、稀土溶液处理的磨损实验机：MHK一500型，济南材料试验机碳纤维(CF)能提高与PI间的相容性和界面粘结，厂；进而改善PI／CF材料的摩擦学性能J。聚四氟乙光学显微镜：E400POL型，日本Nikon公司；烯(PTFE)有助于降低PI主体材料的破坏和减少分分析天平：FA2004N型，上海市精密科学仪器子结构的取向排列[sJ。碳纳米突(CNH)能将PI基有限公司；复合材料的磨损率降低到10mm。／(N·m)11]。环境扫描电子显微镜(SEM)：Quanta200型，荷碳纳米管(CNT)能有效地抑制PI基体的粘着和磨兰FEI公司。痕，提高对偶环上高质量转移膜的生成能力，而且1．3试样制备CNT

4、具有很好的负载承载能力，这些都有助于改善将PI薄膜用干净丝布蘸以丙酮擦拭干净烘干，PI／CNT纳米复合材料的减摩耐磨性能。用涂布棒将FEP分散液均匀涂布于薄膜之上。待然而，关于PI／聚全氟乙丙烯(FEP)复合材料的其充分干燥后置于马弗炉中按预设温度将FEP烧摩擦学研究的信息却鲜见报道。FEP不仅具有与结成型于PI薄膜之上，制得表面光滑、FEP分布均PTFE类似的摩擦学性能，而且具有更好的加工性、匀的PI／FEP薄膜。将PI／FEP复合薄膜裁切成合韧性和极好的抗蠕变性，故得到广泛使用。笔适的尺寸，将薄膜层层叠压在一起，当达到所需厚度者以热压成型法制备了PI／FEP层压复合材料。在时将其置于内

5、侧镀有硬铬并涂有脱模剂的模具中。该材料中，FEP不仅可将PI紧密粘接在一起，而且将模具置于平板硫化机上热压成型。热压成型之后可以发挥其润滑作用。与常规共混法制得的摩擦材停止加热，当模具降至室温后脱模取出，裁切成所需料相比，该材料不是一种均相体系。而在摩擦应用尺寸的试样。最后，将试样进行热处理以待测试。中，负载、速度以及时间对材料的摩擦学特性影响很1．4试验方法大。出于应用需要，笔者详细研究了该材料在不用磨损实验机进行摩擦磨损实验，考察材料于同负载、滑动速率下的摩擦学特性。干滑动条件下不同负载(200～500N)、不同滑动速1实验部分率(0．257～1．03ITI．S)下的摩擦磨损性能。摩擦

6、1．1主要原料PI薄膜：FIMIDE，平均厚度40m，上海合成树收稿日期：2011．07-21赵海，等：聚酰亚胺／聚全氟乙丙烯层压复合材料摩擦性能研究’85环为GCr15不锈钢环，尺寸为：直径49．2mln，宽040O_35AfP=-200N,．515m／s—13．0mm，试样尺寸为12．31Tim×12．3mm×18．903Oj．一．，．．．，。一，，．，，，’．．．～．．mm。摩擦副接触：疗式为环块接触，摩擦面均为材料0．25一020的水平面。摩擦磨损试验于环境气氛中、室温下进8P=-300N,F=0．515m／s—行，相对湿度为45％～55％，每次试验滑动时间均为120min。在每次

7、试验开始前，对偶件用1000金^l，_-．_．-．-．1-．-．，．-’一．_．一．、’o．35相砂纸打磨抛光至粗糙度约为0．064Ixm，试样用斟0一．30900金相砂纸打磨至粗糙度为0．3txm，用丙酮将对：025偶环和试样超声清洗后干燥待用。摩擦系数由摩擦、、、．、．．，、，．、，、，．～、O．20力矩测量系统转换计算得来。稳态时的摩擦系数是；00N，n5i5m／s，．一．一．、一-．一．J-．-．q、一一每次试验