【摘 要】
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近几十年来,传统材料的废弃、填埋、焚烧和回收等处理带来的一系列环境问题,已引起人们的广泛关注。基于目前使用的以 PTFE、MoS2为填料的聚甲醛(POM)自润滑复合材料废弃焚烧
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近几十年来,传统材料的废弃、填埋、焚烧和回收等处理带来的一系列环境问题,已引起人们的广泛关注。基于目前使用的以 PTFE、MoS2为填料的聚甲醛(POM)自润滑复合材料废弃焚烧处理时所带来的污染问题,本研究采用剑麻纤维(SF)和低密度聚乙烯(LDPE)共同填充改性聚甲醛,以期降低生产成本,并实现 POM自润滑材料的生态环境化。 通过挤塑和注射成型的方法制备POM复合材料,对其进行力学性能和摩擦学性能测试。结果表明:复合材料POM+5wt.％SF+5wt.% LDPE具有较好的力学性能和摩擦性能,其稳定摩擦系数和磨损率分别比纯POM降低了31.1%和26.8%。 为了提高SF与POM基体的界面相容性,采用碱、碱-偶联和碱-接枝三种方法对SF进行表面改性,通过热重(TG)、差示扫描量热(DSC)、红外光谱(FTIR)、及扫描电子显微镜(SEM)对SF表面改性效果进行分析和表征。结果表明:三种方法均能有效降低SF表面极性,其中碱-接枝处理SF获得了最为理想的改性效果。 改性SF填充POM复合材料的研究结果表明:SF经过碱、碱-偶联和碱-接枝处理后,POM复合材料综合性能均得到提高,其中经过12.5%的NaOH溶液和苯乙烯接枝处理后的SF填充的POM复合材料具有最佳的力学综合性能和摩擦磨损性能,其稳定摩擦系数为0.132,磨损率为1.06×10-6mm3/N.m,与纯 POM相比,摩擦系数和磨损率分别降低了43.9%及51.2%,耐磨性提高了108%,与未改性SF相比,其拉伸强度和缺口冲击强度分别提高了64.9%和38.7%。 X射线衍射(XRD)和DSC研究POM复合材料结晶性能的结果表明:SF的填充量和表面状态不会改变POM的晶体结构,但会影响复合材料的结晶度。
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