含碳化硅聚醚砜耐磨涂料的制备与性能研究

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现代工业中机械零部件的失效主要有三种形式,即磨损、断裂、和腐蚀,其中磨损约占了60%。磨损每年消耗着大量的资源,因此研究减摩材料无论是对国民经济的发展,还是对节能环保都有重要的意义。为了减少金属零部件的磨损,高分子涂层受到人们越来越多的关注。特种工程塑料聚醚砜具有优异的热稳定性和机械性能,聚醚砜树脂基涂料具有良好的附着力、耐冲击性、优异的耐腐蚀性,并且聚醚砜树脂可以用于制备水性涂料,既环保又方便施工,目前聚醚砜涂料已经被广泛应用于厨房用具、家用电器、轻工五金、工业模具、塑胶机械等行业。因此对聚醚砜基耐磨涂料的研究既扩大了聚醚砜涂料的应用范围,又提供了一种具有优异的耐腐蚀性和热稳定性的耐磨涂料,可见对聚醚砜基耐磨涂料的研究十分有意义。本论文以耐高温聚醚砜树脂作为涂料的基体树脂,选用具有疏水性润滑性的聚四氟乙烯、高强度的无机粒子碳化硅作为填料,制备了多种涂料,研究了PES/PTFE/SiC涂层的基本性能(附着力,耐冲击,耐溶剂性,热稳定性),探究了填料SiC的粒径和含量对涂层耐摩擦性能的影响,并初步探究了不同测试条件下涂层的耐摩擦摩擦性能。研究结果表明:在3种粒径(0.5μm,5μm,14μm)的SiC制备的PES/PTFE/SiC涂层中,当5μm SiC的添加量为10wt%,PTFE的添加量为20wt%时,PES/PTFE/SiC涂层摩擦系数最小,其摩擦机理主要表现为轻微的磨粒磨损和疲劳磨损;当5μmSiC的添加量为30wt%,PTFE为20wt%时涂层的磨损最低。改变测试条件测试摩擦系数,发现压力对涂层的耐摩擦性能影响显著,在低压力下,涂层的摩擦机理是轻微的疲劳磨损和磨粒磨损,在高压力下,涂层的摩擦机理是严重的疲劳磨损,磨粒磨损和粘着磨损;摩擦速度对涂层的耐摩擦性能影响不大,在不同速度下,涂层的摩擦机理都是轻微的磨粒磨损和疲劳磨损。
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