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PTFE与无机颗粒填充聚甲醛摩擦磨损性能的研究

作　者: 陶克梅
导　师: 向定汉
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 聚甲醛(POM) 聚四氟乙烯(PTFE) 石墨 高岭土 复合材料 摩擦磨损
分类号: TB302.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 262次
引　用: 2次
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内容摘要


聚甲醛(POM)是一种高结晶工程塑料,具有高的机械强度、良好的尺寸稳定性、耐蚀性、耐磨性以及抗疲劳性能,被广泛应用于汽车、电子与精密仪器等领域。然而纯POM的滑动摩擦系数较大,不宜用作滑动部件。迄今为止,降低POM的摩擦系数最有效的方法是添加聚四氟乙烯(PTFE)制备成POM-PTFE复合材料。为了进一步改善POM的摩擦磨损性能,扩大其应用范围,以PTFE为润滑剂分别与石墨、玻璃纤维及高岭土改性POM,选择商用的POM-20%PTFE作摩擦对比研究,希望获得更优异的性能。本研究选择PTFE-石墨、PTFE-GF与PTFE-kaolin添加到POM中,通过单螺杆挤出后,采用热模压法制备出不同配方的POM-PTFE-石墨、POM-PTFE-GF复合材料与POM-PTFE-kaolin复合材料。利用广角X-射线衍射对POM复合材料进行了分析,通过仪器自带的积分软件计算POM基体结晶峰与非结晶峰的面积,从而得到POM复合材料的结晶度。将POM-PTFE-石墨与POM-PTFE-GF复合材料在两种不同载荷(6.2 Mpa和3.3 Mpa)条件下,在往复式滑动摩擦实验机上进行实验,实验条件为:相对湿度为(60±3)%,往复频率为1.0 Hz,往复行程为14.0 mm。结果发现:在载荷为6.2 Mpa条件下,POM+20%PTFE+10%GF复合材料的耐磨性为POM+20%PTFE复合材料的1.47倍;在载荷为3.3 Mpa条件下,POM+20%PTFE+5%石墨复合材料的摩擦系数比POM+20%PTFE复合材料降低了18%。将POM-PTFE-kaolin复合材料也在往复式滑动摩擦实验机上进行实验,结果表明:含高岭土的POM+20%PTFE+7.5%kaolin复合材料的摩擦系数和磨损率最低,与POM+20%PTFE复合材料相比分别降低了10%和18%。可见, PTFE与无机颗粒能够协同降低POM的摩擦系数和磨损率。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-11
第一章 绪论  11-21
  1.1 研究背景与意义  11
  1.2 聚甲醛的结构及特性  11-13
  1.3 聚甲醛的应用  13-14
  1.4 聚甲醛成型工艺  14-15
    1.4.1 挤出成型  14
    1.4.2 注塑成型  14-15
    1.4.3 热模压成型  15
  1.5 聚甲醛复合材料摩擦磨损性能研究现状  15-19
  1.6 PTFE 与无机填料协同改善聚合物摩擦学性能的研究现状  19-20
  1.7 本课题主要研究内容  20-21
第二章 POM 复合材料的制备  21-30
  2.1 实验原料的特性  21-22
  2.2 实验原料  22
  2.3 配方设计  22-23
  2.4 POM 材料制备工艺  23-30
    2.4.1 干燥  23-24
    2.4.2 混料  24
    2.4.3 挤出造粒  24-25
    2.4.4 模压成型  25-29
    2.4.5 试件加工  29-30
第三章 POM 及其复合材料结晶度的测定  30-39
  3.1 引言  30
  3.2 POM 及其复合材料结晶度的测试  30-31
  3.3 结果与分析  31-37
  3.4 本章小结  37-39
第四章 PTFE 与石墨或玻璃纤维填充POM 的摩擦磨损性能  39-57
  4.1 引言  39
  4.2 实验方法  39-41
    4.2.1 摩擦磨损实验  39-41
    4.2.2 扫描电镜观察  41
  4.3 结果与讨论  41-55
    4.3.1 POM 材料成型工艺的探索  41-43
    4.3.2 POM-PTFE-石墨复合材料摩擦磨损性能（载荷6.2 MPa）  43-47
    4.3.3 PTFE 与石墨的协同作用对POM 摩擦学性能的影响（载荷3.3  47-50
    4.3.4 相对湿度对POM-PTFE-石墨摩擦学性能的影响（载荷3.3 MPa）  50-52
    4.3.5 PTFE 与玻纤填充POM 复合材料的摩擦学性能（载荷6.2 MPa）  52-54
    4.3.6 PTFE 与玻纤填充POM 复合材料的摩擦学性能（载荷3.3 MPa）  54-55
  4.4 本章小结  55-57
第五章 PTFE 与超细高岭土填充POM 摩擦学性能的研究  57-66
  5.1 引言  57
  5.2 实验方法  57
  5.3 实验结果与分析  57-65
    5.3.1 超细高岭土填充POM 的摩擦磨损性能  57-59
    5.3.2 PTFE 与超细高岭土混杂填充POM 复合材料的摩擦磨损性能  59-62
    5.3.3 PTFE 与超细高岭土的协同作用对POM 摩擦磨损性能的影响  62-65
  5.4 本章小结  65-66
第六章 结论  66-67
参考文献  67-70
致谢  70-71
在学期间发表的学术论文  71

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 工程材料一般性问题 > 工程材料试验 > 机械试验法
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