213 / 2021-06-04 17:08:46

多壁碳纳米管改性UHMWPE的热膨胀和摩擦学性能研究

随着工况不断复杂，聚合物逐渐取代金属合金成为机械传动系统中摩擦副的研究热点，而聚合物由于其分子或原子间由弱的范德华力相关联，热膨胀系数远大于金属合金。UHMWPE作为一种典型的摩擦副用聚合物，在高温环境下工作或因摩擦生热而导致的热膨胀可能导致弯曲、开裂和脱层问题，从而减小安全性、降低服役寿命，甚至导致材料失效，可见热膨胀系数较大限制了聚合物替代金属合金作为摩擦副材料在机械传动中的应用。为了降低UHMWPE的热膨胀系数，用多壁碳纳米管（MWCNTs）改性超高分子量聚乙烯（UHMWPE），通过热压成型法制备MWCNTs/UHMWPE复合材料。通过测量电导率计算渗流阈值来表征分散性；用热膨胀仪（DIL）测试了复合材料的热膨胀率，并在干摩擦环境下，测试了不同含量复合材料的摩擦学性能。结果表明，通过无水乙醇超声分散再研磨的方法得到的复合材料具有较好的分散性，MWCNTs可以有效改善UHMWPE的热膨胀性能，不会降低UHMWPE的摩擦学性能，其中，添加0.8%MWCNTs的复合材料表现出优异的减摩抗磨性。热膨胀系数与摩擦学性能表现出一定的相关性，热膨胀系数越小，耐磨性越好。