苎麻增强聚醚砜复合材料的制备及摩擦学性能研究.pdf

《苎麻增强聚醚砜复合材料的制备及摩擦学性能研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、10工程塑料应用2010年，第38卷，第5期苎麻增强聚醚砜复合材料的制备及摩擦学性能研究水吴茵龙春光(长沙理工大学汽车与机械工程学院，长沙410114)摘要采用机械共混一模压法制备了聚醚砜(PEsu)／聚四氟乙烯(PTFE)／苎麻纤维(RF)复合材料，研究了复合材料的摩擦学性能，并用扫描电子显微镜对磨损表面进行了观察与分析，在此基础上探讨了复合材料的磨损机理。结果表明，用机械共混一模压法制备PESU／PTFE／RF复合材料是可行的；与PESU相比，复合材料的摩擦学性能得到了提高；随着RF含量的增加，复合材

2、料的磨损机理发生了由犁削、粘着磨损向疲劳磨损的转变。关键词聚醚砜苎麻纤维制备摩擦学性能高分子材料用作减摩耐磨材料始于20世纪6O硅烷偶联剂：KH550，南京曙光化工厂；年代，但其发展极为迅速。目前，高分子材料在摩擦固体脱模剂：自制；领域中的应用已越来越广泛，其中，具有芳香结构的NaOH溶液、乙醇水溶液及其它助剂：市售。聚醚砜(PESU)是一种引人注目的高性能工程塑料，1．2设备、仪器它具有优良的力学性能、热稳定性、化学稳定性、抗涡流式多功能混料机：TM2型，张家港轻工机高温蠕变性及可加工性能J，能够在特定

3、的摩擦润械厂；滑条件下稳定可靠地工作，可作为耐磨材料用来制鼓风干燥箱：FN101一C型，巩义市英峪予华仪造轴承、齿轮、导轨等零件。填充适宜填料的PESU器厂；复合材料摩擦系数低且耐磨性好，是一种优良的低转矩流变仪：RM一200／300型，哈尔滨哈普电摩耐磨材料，以碳纤维J、玻璃纤维j、钛酸钾晶气技术有限公司；须H等作增强体的PESU研究均已有报道，而采用平板硫化机：JYPL一500KN型，湖南萍乡市华天然纤维增强PESU则未见报道。科机械实业有限公司；天然纤维由于具有很多优异的特性而逐渐被研金相抛光机：P

4、G一2D型，上海光学仪器厂；究者所熟悉，比如其拉伸强度和断裂强度高，耐摩擦盘销式摩擦磨损试验机：MPX一2000型，宣化磨损，生态环保，可自然降解，是可再生资源且轻质北仑平衡机制造有限公司；价廉等。随着高性能天然纤维及其复合材料的研究扫描电子显微镜(SEM)：JSM5600LV型，日本与开发应用，麻类纤维逐步被用来作为复合材料的电子株式会社。增强材料使用J，其中苎麻是麻纤维中性能较好1．3试样制备的，它的比强度接近玻璃纤维，很适合作为增强材PESU／PTFE／RF复合材料试样的制备工艺过程料，通过一定的改

5、性可以改善其与复合材料的界面如图1所示。结合，提高复合材料的硬度、压缩强度和耐磨性PESU等l。笔者利用天然苎麻纤维(RF)的低密度、高强PTFE圈度和可降解性等优点j，采用RF增强PESU，并RF一以聚四氟乙烯(PTFE)作固体润滑剂来协同改善材料的摩擦磨损性能，用机械共混一模压法制备了图1PESU／PTFE／RF复合材料试样的制备工艺过程PESU／PTFE／RF复合材料，探讨了RF含量对其摩具体过程如下：擦学性能的影响。(1)试样组成的确定1实验部分根据有关文献，添加质量分数10％一20％的1．1原材

6、料固体润滑剂可以改善材料的摩擦磨损性能，笔者将PESU：长春吉大高新材料有限公司；RF：浏阳河苎麻厂；湖南省教育厅一般项目资助(07C093)P1’FE：四川省富顺县晨光化学研究所；收稿日期：2010—03—04吴茵，等：苎麻增强聚醚砜复合材料的制备及摩擦学性能研究PTFE的质量分数固定为10％。根据聚合物结晶的基本理论及PESU的有关性质，确定RF的质量分数分别为5％、10％、15％、20％、25％。(2)RF的表面处理先将RF放入3％的NaOH溶液中恒温80℃处理2h，用自来水洗至中性，烘干恒重。再用

7、乙酸调0510l52025节95％乙醇水溶液至pH值为4．5～5．5，边搅拌边RF质量分数／％加入质量为乙醇水溶液2％的硅烷偶联剂，水解5～(a)10min后放人经碱处理的RF中浸泡1h，取出置于80~C干燥箱中干燥，然后剪成3—5mm装入塑料袋收藏备用。(3)模压试样制备将PESU、PTFE及按比例配混后的样品用干燥箱进行充分干燥(120℃下烘3—5h)。为保证RF0510l52O25在PESU中均匀分布，先采用涡流式多功能混料机RF质量分数／％预混，然后用转矩流变仪挤出两次，再在平板硫化机(b)上采用

8、模压成型制样，因PESU粘度较大，采用自制a一摩擦因数；b-磨损量固体脱模剂进行巅脱盥模i簿避；原料加入模具后，经过目＼预咖压、图2RF含量对复合材料摩擦因数和磨损量的影响l10O6284O升温，期间应进行多次脱气，压力由小瑚到大，以减鲫小∞o由图2可以看出，RF可以较为显著地降低复合制品缺陷，按工艺要求达到一定的压力和温度后进材料的摩擦因数和磨损量，随着RF含量的增加，二行保温，然后通水冷却，当模板达到60~C时即可开者均呈