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本文主要针对压缩天然气行业CNG压缩机还没有真正实现全无油润滑的工程现状,满足CNG无油润滑压缩机关键部件活塞环、密封填料用PEEK材料对力学性能、摩擦磨损性能、耐高温性能和耐润滑油等性能的要求,旨在进行PEEK复合材料配方与性能的基础研究,力求为最终解决CNG压缩机全无油润滑,提升我国压缩机制造和设计能力提供基础数据和理论依据。本文结合无油润滑CNG压缩机的实际工况,针对PEEK材料的特性开展协同改性研究,并设计了不同含量的短碳纤维(SCF)、短玻璃纤维(SGF)、聚四氟乙烯(PTFE)、膨胀石墨(EG)以及纳米颗粒Ti02改性的16个PEEK复合材料配方；采用注塑成型工艺制备了PEEK复合材料,通过实验对比分析,研究了SCF、SGF、PTFE、EG和纳米材料Ti02及其含量对其复合材料综合性能的影响；同时利用扫描电子显微镜(SEM)观察PEEK拉伸试样的断面形貌及摩擦磨损试样的磨损表面形貌,从微观结构角度考察了短纤维增强材料、无机填充物、有机填充物和纳米颗粒在PEEK复合材料中的改性效果和作用机理；此外,还研究了PEEK复合材料的热膨胀性能以及高温处理对PEEK复合材料力学性能的影响趋势。结果表明,由于SCF、SGF与基体PEEK的粘结性较强,适量的SCF和SGF能明显增强PEEK复合材料的力学性能及热性能,而SCF的增强效果更为显著；由于PTFE、EG与PEEK的结合性不强,使得其复合材料的力学性能下降,而摩擦系数下降、耐磨损性能得到提升；加入适量的Ti02可以明显改善其复合材料的力学性能和摩擦磨损性能,当Ti02的质量分时为5%时,其复合材料的综合性能最为优异；而适当的高温处理可以改善PEEK复合材料的综合性能；实验结果表明,配方15得到的复合材料综合性能较为出色,不但具有优异的摩擦磨损性能、力学性能同时还具备良好的耐高温性和耐润滑油性,满足于作为活塞环、密封填料等材料性能要求。