新型PPESK耐磨复合材料的性能研究

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含二氮杂萘酮联苯结构的聚芳醚砜酮树脂(PPESK)是近年来开发和应用的一种新型的高性能聚醚类树脂,是目前耐热等级最高的可溶性特种工程塑料。PPESK具有优异的综合性能,已应用于许多领域,市场前景广阔。但由于纯PPESK树脂摩擦系数较大,磨损率较高,使得其在耐磨领域的应用受到限制。因此,有必要改善其摩擦磨损性能从而拓展其应用范围。本文以固体润滑剂、钛酸钾晶须和碳化硅颗粒作为填料对PPESK树脂进行填充,制备复合材料,并研究了其性能,讨论了复合材料的摩擦磨损机理。 采用直接共混和热压成型的方法,制备PPESK/PTW/Gr复合材料,并测试了其力学性能和摩擦磨损性能,通过扫描电子显微镜(SEM)观察了复合材料磨面的形貌,讨论了该复合材料的摩擦磨损机理。结果表明,石墨和钛酸钾晶须的加入使纯树脂的摩擦系数和磨损率急剧降低,摩擦系数降为纯树脂的三分之一,磨损率比纯树脂降低了两个数量级。石墨和钛酸钾晶须的协同作用使得复合材料的摩擦磨损性能得到明显改善,当石墨和晶须的比例为3∶1时,复合材料的磨损率最低。复合材料的磨损机理以磨粒磨损、粘着磨损和疲劳磨损为主。 采用微米碳化硅作为填料填充PPESK制备了PPESK/SiC复合材料,研究了复合材料的硬度、冲击强度、弯曲强度及摩擦磨损性能。结果表明,和纯树脂相比,复合材料的摩擦磨损性能有了很大的提高,硬度也随着填料含量的增加而升高,但是力学性能有所下降。复合材料的磨损方式以磨粒磨损为主。 通过微米碳化硅和固体润滑剂作为填料制备PPESK/SiC/Gr复合材料。测试了复合材料的热性能、力学性能和摩擦磨损性能。结果显示,无机填料的加入使复合材料的耐热性略有提高。复合材料的摩擦磨损性能也得到了一定程度的改善。并且固体润滑剂和碳化硅在复合材料性能的改善过程中也发挥了良好的协同作用,复合材料的磨损机制以磨粒磨损为主。初步研究了PPESK/PTFE/MoS2复合材料的摩擦磨损性能,聚四氟乙烯显著降低了纯树脂的摩擦系数和磨损率,摩损机理主要为粘着磨损。
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