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聚甲醛(POM)是一种常见的热塑性工程塑料,是五大工程塑料之一,具有良好的物理机械性能和加工性能。其力学性能、耐磨性能及自润滑性优良,比强度、比刚度与金属相接近,被广泛用于电子电器、机械制造、汽车行业等,替代传统的钢、铁、铜、铝等金属材料。随着科技的发展及POM应用领域的不断扩大,POM的改性技术也不断有新的要求。本文系统研究了 POM的摩擦性能及磨损机理,并通过将POM树脂与其他树脂/无机材料复配,制备出了高耐磨增韧POM复合材料。主要研究内容包括:一、通过添加聚四氟乙烯纤维、玄武岩纤维和碳纤维制备耐磨改性POM材料,考察了不同比例的纤维添加对POM摩擦性能和力学性能的影响。本研究首先考察了常见的聚四氟乙烯纤维对POM的耐磨改性效果,结果表明聚四氟乙烯能有效改善复合材料的摩擦性能,但力学性能并不理想,当PTFE纤维含量为8%时,改性POM的摩擦性能最优,摩擦系数为0.181,磨痕宽度3.94mm。玄武岩短纤并不能改善POM的摩擦磨损性能,但对材料力学性能的提升较为明显。碳纤维对POM摩擦性能和力学性能均改善,力学性能提升更为显著。随后考察了各种纤维改性料的热力学性能,3种纤维的加入致使POM的初始分解温度和终止分解温度有一定的提高,POM热稳定性得到改善。二、研究了热塑性聚氨酯弹性体对POM材料的增韧改性效果,并考察了改性材料的力学性能。重点研究了不同比例的聚氨酯弹性体添加后对POM力学性能的影响,当TPU含量为30%时,断裂伸长率为235.3%,缺口冲击强度达到了 20.3 kJ/m2,比纯POM提高了 178%。并通过偏光显微镜观察了复合材料的球晶形态,证明聚氧化乙烯(PEO)的成核作用和增容作用,可促使TPU在POM基体内实现更均匀分布,形成有效的增韧网络结构,取得更显著的增韧效果。三、根据POM的摩擦磨损机理及POM分子链结构特征,开发了耐磨增韧改性POM体系。在POM基体中添加聚四氟乙烯纤维和聚氧化乙烯,能够同时优化POM的摩擦性能和力学性能,形成了 POM耐磨增韧改性体系。当10%PTFE纤维和15%PEO改性POM时,料摩擦系数降低至0.15,缺口冲击强度达到了 13.2 kJ/m2。进一步探索了耐磨增韧聚甲醛改性料的摩擦性能及磨损机理。聚四氟乙烯纤维本身的自润滑性和聚氧化乙烯的相容性能够降低POM材料的摩擦系数和摩擦损耗,同时加入聚四氟乙烯后复合材料有纤维拔出,提高了材料的缺口冲击强度。