耐磨损性是指产品或者工具对于磨损性伤害的大小,伤害小的叫耐磨,伤害大的则不耐磨。他是工具使用
寿命的一个重要指标。
提高方法
具有高自
润滑性和高耐磨损性尼龙
树脂的制备方法,以尼龙树脂、超高分子量
聚乙烯树脂、低分子量聚烯烃蜡、脂肪酸酰胺类表面
活性剂为原料,将所列组分按一定比例混合后,经
螺杆挤出机,在一定温度下熔融混炼、造粒而成。发明的方法可解决制品在低载荷下发生表面熔融,只能在低速低负荷条件下使用的问题;降低尼龙树脂的摩擦系数,在无油自润滑的条件下长期使用;改善尼龙树脂的耐磨损性能,提高其使用寿命。
碳纳米管径对复合物耐磨损性的影响
对MWC-NTs进行酸化处理,采用原位本体聚合方法制备复合板,用砝码质量法评价复合板的耐磨损性。研究结果表明:混酸处理后,MWCNTs在MMA中的分散稳定性得到明显提高,L-MWNTs-4060在PM-MA中分散得最好,L-MWNTs-60100分散得最差;L-MWNTs-4060型
碳纳米管复合板的耐磨损性最好,L-MWNTs-60100型的最差;而L-MWNTs-1030和L-MWNTs-2040型的介于其两者中间。
耐磨损性能分析
随碳纳米管含量的增加,4种复合板的耐磨损性能均提高,在约1%处达最大值;L-MWNTs-4060 /PMMA的耐磨损性能最高,砝码质量为86g;L-MWNTs-60100/PMMA的耐磨损性能最低,砝码质量为80g,L-MWNTs-1030/PMMA和L-MWNTs-2040/PMMA的处于中间。可见,4种复合物的耐磨损性与MWCNTs标称管径间无明确规律可循。
当碳纳米管超过约1%之后,耐磨损性能不再增加。不再增加的原因可能是因为碳纳米管在
有机玻璃板中发生了团聚,而使复合板中实际分散开来的碳纳米管的数量减少。
L-MWNTs-60100/PMMA复合板的耐磨损性能最低的可能原因是碳纳米管L-MWNTs-60100发生了团聚,在 PMMA中的分散不是很好,从而影响了复合物性能。
断面电镜观察
比较碳纳米管质量分数为1%时L-MWNTs-1030、 L-MWNTs-2040、 L-MWNTs-4060和 L-MWNTs-60100 /PMMA复合物的断面电镜图 (5000倍 ).可以看出,L-MWNTs-4060型碳纳米管是这四种中在PMMA中分散最好的,碳纳米管能比较均匀地分散于PMMA中,未出现团聚;L-MWNTs-60100分散不是很好,局部发生了团聚。而L-MWNTs-1030和L-MWNTs-2040也有少量的团聚,但团聚的面积不大。
碳纳米管在PMMA中分散的好坏,直接影响其复合材料的耐磨损性能。这可能是导致L-MWNTs-4060 /PMMA复合板耐磨损性最好,而导致L-MWNTs-60100/PMMA复合板耐磨损性最低的原因。
原位聚合纳米的制备与耐磨损性
考察了纳米SiO2/PMMA复合体系的耐磨损性。采用原位本体聚合方法制备纳米SiO2/PMMA复合板,使用
扫描电镜和
光学显微镜对纳米SiO2及其复合物进行观察,采用砝码质量法测试复合物的耐磨损性。电镜观察结果表明:纳米SiO2较为均匀地分散在PMMA基体中,并被PMMA所包覆,包覆物的粒径介于30~100nm之间。耐磨损性测试结果表明:纳米SiO2的加入可提高PMMA复合物的耐磨损性和耐划痕性;当纳米SiO2用量为1.0%时,复合物的耐磨损性能提升39.7%.
纳米SiO2含量对耐磨损性的影响
采用砝码质量法对不同纳米SiO2含量的试样耐磨损进行测试,可见,纯PMMA板的砝码质量为63g;随着纳米SiO2含量的增加,PMMA板耐磨损性能提高;在约1.0%处达到最大值:砝码质量88g,耐磨损性能提升了39.7%.此后,耐磨损性略有降低。
纳米复合材料的耐磨损性和耐划痕性
依据物理化学作用增强增韧机理,由于纳米材料具有
小尺寸效应和表面效应,纳米 SiO2可以通过物理作用或化学作用,改善与PMMA基体之间的相容性。因而提升了纳米SiO2/PMMA复合材料的耐磨损性和耐划痕性。依据微裂纹化增强增韧机理,当纳米SiO2含量适中时,在PMMA基体中无机相团聚的机会相对较少,并且PMMA
玻璃化转变对无机相成长的抑制作用较强,从而使纳米SiO2趋向均匀分散在PMMA基体中。在这种情况下,当基体受到外力作用时,由于刚性无机粒子的存在,会产生应力集中效应,容易激发周围树脂基体产生微裂纹 (或银纹 ),吸收一定形变功,同时纳米粒子之间的基体会产生屈服和塑性形变,吸收一部分能量。此外,由于刚性无机粒子的存在会使基体树脂裂纹扩展受阻、钝化,阻碍了内部结构的大面积破坏,从而提升材料的耐磨损性、耐划痕性。
依据裂纹与银纹相互转化增强增韧机理,由于纳米粒子的粒径小、比表面积大,使其可与聚合物基体充分的吸附键合,增强了SiO2粒子与基体间的界面粘接力,从而提升复合物的性能。但是,当SiO2粒子含量高于一定比例后,粒子间的团 聚机会增加,PMMA玻璃化转变带来的对无机相成长的抑制作用减弱,SiO2粒子在基体中 发生团聚,团聚体会在基体中形成了大量的缺陷。由于这些缺陷的存在,基体在外力的作用下会产生更大、更多的银纹或塑形形变,微裂纹会发展成为宏观开裂,导致体系性能变差,因此随着纳米SiO2含量的继续增加,PMMA复合材料的耐磨损性和耐划痕性反而降低。