超高分子量聚乙烯基固體潤滑劑流變及摩擦性能研究.pdf

1、本文主要研究超高分子量聚乙烯固體潤滑體系的配方設(shè)計、優(yōu)化及成型工藝，重點考察了各配方的流變性能、摩擦磨損性能及熱膨脹性能。采用硅烷偶聯(lián)劑及化學(xué)鍍銅方法對無機填料進行表面處理，對處理后的填料表面進行IR、XRD、SEM微觀表征。采用哈克轉(zhuǎn)矩流變儀對UHMWPE和UHMWPE基固體潤滑劑進行流變性能的研究。利用正交試驗設(shè)計和序貫試驗相結(jié)合的方法研究了不同填料配比下固體潤滑劑的干摩擦性能，分析摩擦及磨損性能影響因素，優(yōu)選出較優(yōu)配方。通過計算固

2、體潤滑劑制品的收縮率，考察了原料配比對制品熱膨脹性能的影響。主要得出以下結(jié)論:
　　 經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑WD-50表面處理后，石墨、銅粉及氟化物表面均形成有機官能團，而二硫化鉬表面幾乎未出現(xiàn)有機官能團。采用敏化及活化處理工藝的石墨表面鍍銅效果較好。
　　 超高分子量聚乙烯在250℃下塑化成型過程中最大扭矩為56.1Nm，平衡扭矩為33.9Nm，塑化時間為17min。正交表1各組配方的最大扭矩相比純超高分子量聚乙烯樹脂下降了16

3、.58％～35.29％，塑化時間除正交3＃外縮短了5.88％～41.18％。銅粉和聚四氟乙烯對塑化扭矩影響最大，銅粉和氧化鎂對塑化時間影響最大，石墨和潤滑油脂對塑化溫度影響最大。正交表2各組配方的最大扭矩比純超高分子量聚乙烯樹脂下降了22.28％～40.64％，塑化時間出現(xiàn)了延長。改進配方的塑化時間比正交表1和正交表2都要小，塑化溫度和最大扭矩值也都較低。鍍銅后的石墨、聚乙烯蠟和硬脂酸鈣的添加改善了UHMWPE的流變性能，縮短了塑化時間

4、，塑化扭矩也相應(yīng)的降低。
　　 超高分子量聚乙烯的摩擦系數(shù)曲線平穩(wěn)，且摩擦系數(shù)一直在0.22上下波動，試驗30min后磨損率為0.03％。在正交表1試驗范圍內(nèi)，潤滑油脂和石墨對摩擦系數(shù)的影響最大，氟化物和二硫化鉬對磨損率影響最大。本組試驗的最優(yōu)配方為每100份UHMWPE中潤滑油脂0.2份、石墨5份、聚四氟乙烯0.5份、氟化物5份、銅粉5份、二硫化鉬5份、氧化鎂2份。在正交表2試驗范圍內(nèi)，各組的摩擦系數(shù)相比正交表1均有所上升，磨

5、損率出現(xiàn)了不同程度的下降。本組試驗的最優(yōu)配方為每100份UHMWPE中潤滑油脂0.2份、石墨10份、聚四氟乙烯4份、氟化物10份、銅粉2份、二硫化鉬2份、氧化鎂1份?；瘜W(xué)鍍銅比添加偶聯(lián)處理的填料具有更低的摩擦系數(shù)和磨損率；聚乙烯蠟可以一定程度上降低摩擦系數(shù)；硬脂酸鈣對體系的摩擦性能未起到明顯的改善作用。
　　 正交表1和正交表2配方的收縮率相比純UHMWPE樹脂均下降了50％。正交表1試驗范圍內(nèi)，銅粉和聚四氟乙烯對收縮率的影響最