聚苯乙烯/蒙脱土纳米复合材料的制备及其摩擦磨损性能研究

在对蒙脱土表面改性的基础上,采用乳液插层聚合法合成聚苯乙烯/蒙脱土纳米复合材料.FTIR和XRD结果显示,复合材料中蒙脱土面(001面)特征峰消失,聚苯乙烯的大分子链插入到蒙脱土片层间,形成剥离型纳米复合材料.UMT-2MT摩擦试验机测试表明,蒙脱土质量分数为2%时,复合材料摩擦性能最好,载荷越小,摩擦系数降低越明显,1 N载荷下摩擦系数降低了4.62%,2 N载荷下磨损率降低了28%.最后,对复合材料摩擦学性能随蒙脱土含量的变化进行了探讨.     

基于UHMWPE/nano-ZnO复合材料摩擦特性的正交试验及回归分析

用热压成型法制备了纳米ZnO填充超高分子量聚乙烯（UHMwPE）复合材料，用销-盘式摩擦磨损试验机测定了复合材料的摩擦学性能，采用四水平正交表设计试验，运用多元线性回归方法处理试验数据，分别得到了复合材料的摩擦系数和磨损率与载荷、纳米粒子含量和相对滑动线速度3个试验因素间的回归方程。结果表明，载荷对复合材料摩擦系数的影响最大，纳米粒子含量和相对滑动线速度的影响相对较小。复合材料摩擦系数随着载荷的增加而减小；试验因素对磨损率的影响程度由大到小依次为相对滑动线速度、载荷和纳米粒子含量，复合材料磨损率随着相对滑动线速度和载荷的增加而增大，随着纳米粒子含量的增加而减小。     

基于UHMWPE/nano-ZnO复合材料摩擦特性的正交试验及回归分析

用热压成型法制备了纳米ZnO填充超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料,用销-盘式摩擦磨损试验机测定了复合材料的摩擦学性能,采用四水平正交表设计试验,运用多元线性回归方法处理试验数据,分别得到了复合材料的摩擦系数和磨损率与载荷、纳米粒子含量和相对滑动线速度3个试验因素间的回归方程.结果表明,载荷对复合材料摩擦系数的影响最大,纳米粒子含量和相对滑动线速度的影响相对较小.复合材料摩擦系数随着载荷的增加而减小;试验因素对磨损率的影响程度由大到小依次为相对滑动线速度、载荷和纳米粒子含量,复合材料磨损率随着相对滑动线速度和载荷的增加而增大,随着纳米粒子含量的增加而减小.     

聚酰亚胺/蒙脱土纳米复合材料的制备与表征

用十六烷基三甲基溴化铵对钠基蒙脱土处理得到了有机土蒙脱，以均苯四甲酸酐和4，4‘-二氨基二苯醚为原料，利用溶液聚合原位插层法合成了聚酰亚胺／蒙脱土纳米复合材料．x-射线衍射(XRD)、红外分析(FTIR)测定了处理前后蒙脱土结构的变化，结果表明插层剂已进入到蒙脱土层阃并使层间距增大，扫描电镜(SEM)对材料的微相结构进行了分析，TCA测试了材料的热性能．     

EA/MMT纳米复合材料的制备及其光固化动力学研究

通过4 - 溴甲基二苯甲酮与二甲基正十八胺反应合成的季铵盐光引发剂苯甲酰苄基二甲氨基十八烷基溴化铵(BDOB),进行插层修饰蒙脱土(MMT),通过层间引发聚合法光固化制备环氧丙烯酸酯/蒙脱土(EA/MMT)纳米复合材料;利用红外光谱法对EA/MMT的光固化行为进行了研究.XRD和TEM分析结果表明,MMT在光固化复合材料中已得到插层和部分剥离;增加光引发剂浓度及提高环境温度均可提高其固化速率和双键最终转化率,氧气的存在使体系的诱导期延长,双键转化率降低;光固化反应总级数约为6～7,表观活化能为9.8 kJ/mol.     

改性玻璃纤维填充UHMWPE复合材料制备与性能研究

采用醋酸乙烯酯(VAc)和甲基丙烯酸异辛酯(EHMA)原位聚合法包覆玻璃纤维(GF),制备了共聚物改性玻璃纤维GF/VAc-g-EHMA,将其填充到超高分子量聚乙烯(UHMWPE)中制备复合材料.考察了GF与改性单体质量比、GF长径比、偶联剂及GF填充量对填充UHMWPE复合材料机械性能的影响.选用长径比为4.8∶1~5.3∶1的GF,并以KH550预处理,以单体质量∶GF质量=1∶4比例进行原位聚合,所得的改性GF再按10%填充量加入UHMWPE时,所得复合材料性能较好.此时材料的拉伸强度为31.3MPa,断裂伸长率为435%,质量磨耗率低于0.14%.SEM观察表明,树脂和GF的结合较好.     

纳米SiO2改性UHMWPE性能的研究

文中研究了纳米SiO₂填充改性超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)塑料的耐热性能。结果表明：在UHMWPE中添加少量经偶联剂表面处理的纳米SiO₂对材料的耐热性能有较显著影响。用DSC法研究了UHMWPE/纳米SiO₂复合材料在不同纳米粒子含量时的熔融结晶行为。纳米SiO₂的加入，起到了结晶成核剂作用。通过偏光显微镜观察了复合材料结晶结构，同时和纯UHMWPE进行了比较。发现较低含量纳米SiO₂在UHMWPE中有成核作用，使UHMWPE以异相成核方式结晶，UHMWPE的结晶度提高，球晶颗粒变小。     

聚合物/层状粘土纳米复合材料的制备、结构与性能

聚合物／层状粘土纳米复合材料是近十几年的研究热点。与传统颗粒增强或纤维增强聚合物基复合材料相比，含有2％～5％质量分数的粘土就使复合材料的模量和热变形温度显著提高，强度提高，并具有良好的阻燃性、防气体透过性以及电、磁、光学方面的特性，同时保持了聚合物材料质轻、透明和良好的流动性。介绍了聚合物／层状粘土纳米复合材料的制备方法、结构和性能，认为今后聚合物／层状粘土纳米复合材料在众多领域将会有可观的应用前景。     

纳米粘土/聚合物复合材料的制备

纳米粘土 /聚合物复合材料因其具有优异的性能是目前材料科学研究的热点 .简要回顾了纳米粘土 /聚合物复合材料研究的发展概况 ;以蒙脱土和高岭土为例 ,介绍了纳米粘土 /聚合物复合材料的制备方法和原理 ;并从热力学角度对插层复合过程进行了分析 ,在此基础上提出了影响插层反应的因素及插层剂的选择原则 .     

SPET离聚物/蒙脱土纳米复合材料的制备及表征

通过聚合插层的方法制备了SPET／蒙脱土纳米复合材料，用WAXD，TEM研究了形态结构，用DSC比较了不同离子含量的SPET及其与蒙脱土纳米复合材料的结晶行为，用TGA研究了离聚物／蒙脱土的热稳定性。结果表明，离聚物中磺酸钠含量的提高有助于蒙脱土层间距的增大及在基体中的分散；另外基体中分散的蒙脱土能大大改善SPET的结晶性能并提高了其热分解温度。     

基于粘弹性超高分子量聚乙烯齿轮有限元分析

以超高分子量聚乙烯的非线性粘弹性性质为基础,将代表非线性、大变形的超弹性 Arruda-Boyce 模型与粘弹性力学模型相结合,建立了超高分子量聚乙烯齿轮的力学模型和几何模型,并将其与 ABAQUS 非线性有限元分析软件相结合,对齿轮的应力分布、变形、承载能力进行分析。结果显示,齿根部位所受的弯曲应力最大,建立在粘弹性基础上的分析结果具有较高的可靠性。     

高耐磨聚四氟乙烯复合材料的实验研究

利用MM-200摩擦磨损试验机考察了填充聚丙烯腈的聚四氟乙烯复合材料在干摩擦条件下的摩擦学性能．用扫描电子显微镜对样品的磨损面和转移膜进行了观察和分析．结果表明，聚丙烯腈的加入，使聚四氟乙烯的耐磨损性大幅提高，摩擦系数有所降低；填充聚丙烯腈的聚四氟乙烯样品的对磨面有完整而且不易脱落的转移膜，这是其具有良好耐磨性的主要原因；在复合材料中，聚丙烯腈与聚四氟乙烯有很好的相容性．     

玻璃微珠改性超高分子量聚乙烯的耐热性能

采用中空玻璃微珠改性超高分子量聚乙烯(UHMWPE),提高其耐热性。研究了经偶联剂处理前后玻璃微珠质量分数对UHMWPE/玻璃微珠复合材料维卡软化温度的影响,并对维卡软化温度所呈现的趋势进行了机理假设与分析;对复合材料各种性能进行测试和表征。结论表明:玻璃微珠、UHMWPE、偶联剂共同组成贯穿网络,使UHMWPE的耐热性得到提高;这种网络增加了非晶区内的缠结点密度,使材料的断裂伸长率和冲击强度提高;另外,适量的玻璃微珠能够起到异相成核作用,一定程度上增加了UHMWPE的结晶度。     

超延伸UHMWPE结构及力学性能研究

超延伸是使聚合物分子链高度取向的重要手段之一。结晶性柔性链高分子材料通过超延伸可以达到较高的力学特性。研究了超高分子量聚乙烯（ＵＨＭＷＰＥ）超延伸过程的结构变化。以及延伸条件对材料力学性能的影响规律。结果表明：ＵＨＭＷＰＥ在温度Ｔｄ＝１５０℃下超延伸时，其弹性模量（Ｅ）、断裂强度（ａ）随延伸比（ａ）的增加而增大；当ａ＝６０时，为最佳力学状态（Ｅ＝１３０．４４ ＧＰａ，ａ＝３．８６ＧＰａ），Ｅ和ａ值     

木粉/HDPE复合材料的力学性能与流动性能

用木粉与高密度聚乙烯(HDPE)复合制备了能代替木材的复合材料。考察了木粉含量、粒度、界面相容剂用量对复合材料力学性能、流动性的影响。结果表明,复合材料的弯曲强度随木粉含量的增加而提高,冲击强度随木粉含量的增加而下降;弯曲强度随木粉粒度减小显著降低,而冲击强度先有所升高而后降低;界面相容剂能有效改善材料的性能,其较佳用量约为5%(质量分数).     

纳米蒙脱石和坡缕石复合PF基摩擦材料性能

在苯酚预聚物中分别添加其质量分数为1.5%的纳米蒙脱石(M)和坡缕石(P),原位聚合了2种酚醛树脂(分别记为PF/M和PF/P).用热分析仪对其进行了TG分析.将合成的PF/M和PF/P为基体分别制备半金属摩擦材料,按照GB5763—2008在XDMSM定速式摩擦磨损试验机上进行摩擦学性能测试.结果表明:纳米粒子份数为1.5%PF/M的耐热性及其摩擦材料的摩擦学性能均明显优于未有纳米粒子复合的PF和PF/P,在600℃时PF/M残炭率较PF/P高4%,较PF高12%,所制备的摩擦材料试样的抗热衰退温度较PF/P和PF树脂摩擦材料分别提高约50℃和100℃,且摩擦因数稳定,350℃高温时段的磨损率较FP-1.5和F-0.0分别降低16.8%和27%.     

原位合成TiC-TiB_2复合涂层的组织结构及耐磨性

以Ti粉、B4C粉和Fe粉为原料,利用氩弧熔敷技术在Q235钢基体表面制备出以TiC和TiB2颗粒为增强相的原位自生金属基复合涂层.利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计和滑动磨损试验机对复合涂层的显微组织、硬度和耐磨性进行了研究.实验结果表明:涂层与基体呈冶金结合,无裂纹、气孔等缺陷;氩弧熔敷层组织是由弥散分布的TiC、TiB2颗粒和α-Fe基体组成,TiC呈八面体或花瓣枝晶状,TiB2呈六边形或棒状.涂层中随着B4c质量分数的增加,TiB2由短棒状或六边形变为棒状,TiC的质量分数也随之增加.具有较多棒状TiB2的涂层,其硬度最高、摩擦系数最小,耐磨损性能最好.     

提速客货车用改性氟塑料-金属复合衬套材料的试验研究

用纳米氧化锌作为填充剂,通过机械搅拌和超声振荡处理,制备了纳米氧化锌改性聚四氟乙烯材料,并对改性后的氟塑料与金属复合研制的衬套的摩擦磨损性能变化的机理进行了分析.结果表明,各项性能均达到或超过了标准规定的技术要求,为该衬套在提速客货车中的应用奠定了基础.