【摘 要】
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PVDF是一种线性半结晶热塑性工程塑料,具有突出的耐候特性以及良好的化学稳定性。但是PVDF作为摩擦学材料的研究及应用却很少。本论文选取目前较为少见的润滑填料纳米聚四氟
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PVDF是一种线性半结晶热塑性工程塑料,具有突出的耐候特性以及良好的化学稳定性。但是PVDF作为摩擦学材料的研究及应用却很少。本论文选取目前较为少见的润滑填料纳米聚四氟乙烯、片层结构的纳米蒙脱土以及纳米碳化硅,以期这些纳米粒子特有的表面效应和小尺寸效应能够改善PVDF的摩擦学性能。本研究用M-2000型环-块磨损试验机在干摩擦条件下评价了材料的摩擦磨损性能,采用万能材料试验机、TEM、DMA、TGA、DSC、XRD、FTIR等仪器表征了材料的力学性能、纳米分散效果、热性能以及结晶性能等;结合SEM对复合材料磨损面、对偶摩擦面及磨屑形貌的观察,探讨了材料的摩擦磨损机理。得到的主要结论为:1.溶解-浇铸法和双螺杆挤出法制备PVDF/nano-PTFE复合材料性能的比较结果显示:采用双螺杆挤出方法制备的纳米复合材料的综合性能比较好。2.三种纳米填料的添加效果为:PVDF/nano-PTFE复合材料的摩擦系数与磨损率降幅最高分别达到约60%和70%;纳米碳化硅对PVDF/nano-SiC纳米复合材料的摩擦学性能的改善作用不明显;PVDF/clay纳米复合材料的摩擦系数和磨损率降低的最大幅度均约25%。3.PVDF的磨损机理以熔融形式为主。nano-PTFE的减摩作用可以有效抑制摩擦温升,降低塑性变形对摩擦系数的影响。PVDF/nano-PTFE体系在对磨过程中能够在对偶上产生转移膜,与黏附在磨损面上的片状磨屑一起,共同起到润滑作用;nano-clay在较低含量时能够在一定程度上改善材料的摩擦学性能,可能与clay诱导PVDF晶型从α向β转变有关。
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