氧化石墨烯-微膠囊-聚合物復(fù)合材料的制備及摩擦學(xué)性能研究.pdf

1、本論文采用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH-570）改性氧化石墨烯（GO）得到改性氧化石墨烯（MGO），以硬脂酸丁酯為芯材，MGO和苯乙烯單體的復(fù)合壁材，通過種子微懸浮聚合法（Seeded micro-suspension polymerization）制備了氧化石墨烯增強(qiáng)聚苯乙烯/硬脂酸丁酯微膠囊（MGO-MicroLMs），將MGO-MicroLMs分別與苯乙烯（St）和環(huán)氧樹脂(E-51）摻雜，通過澆注成型制備了MGO-M

2、icroLMs/PS微膠囊潤滑復(fù)合材料和MGO-MicroLMs/EP微膠囊潤滑復(fù)合材料。
　　利用紅外光譜（IR）、X射線光電子能譜（XPS）、掃描電子顯微鏡（SEM）、接觸角測試儀、粒度分析儀、差示掃描熱量儀（DSC）、熱重分析儀（TG）和納米壓痕儀等表征了微膠囊的化學(xué)組成、微觀結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能。采用微機(jī)控制電子萬能試驗拉伸機(jī)評價了微膠囊潤滑復(fù)合材料的斷裂行為，采用 TG測試儀對復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性進(jìn)行測試，采用摩擦磨損

3、試驗儀評價了復(fù)合材料的摩擦學(xué)性能，以Mico-XAM非接觸式三維表面輪廓儀表征了磨痕表面形貌并計算磨損率，采用SEM復(fù)合材料磨痕表面的微觀形貌進(jìn)行觀察和分析，并分析了其磨損機(jī)理。
　　研究表明，采用種子微懸浮聚合法制備的微膠囊粒為徑分布均勻，形貌規(guī)整的球形結(jié)構(gòu)，并隨著MGO含量增加，微膠囊的平均粒徑減小，分布變窄，密封性逐漸提高，當(dāng)添加0.6wt％MGO時微膠囊滲透性降低了32.17%，微膠囊的硬度從5.83MPa增大到11.79

4、MPa，同時熱穩(wěn)定性和親水性也明顯提高。MGO-MicroLMs在聚苯乙烯和環(huán)氧樹脂基體材料中分散均勻，MGO-MicroLMs對聚苯乙烯基體材料具有增韌效果。在摩擦過程中，復(fù)合材料中的氧化石墨烯和微膠囊破裂釋放的硬脂酸丁酯協(xié)同作用形成復(fù)雜的潤滑膜，基體材料的摩擦系數(shù)小、磨損率低，具有潤滑和減摩作用，分析認(rèn)為MGO-MicroLMs對基體材料的潤滑為介于固體潤滑與液體潤滑之間的邊界潤滑，磨損機(jī)理為磨粒磨損，當(dāng)MGO-MicroLMs含量