高性能聚酰亚胺基润滑防护涂层的制备及研究

发布时间：2019-09-22 19:03

【摘要】：有机粘结固体润滑涂层作为固体润滑材料的主要种类之一,拥有非常优异的润滑、耐磨、耐腐蚀性能而被运用于军工等高技术领域以及民用技术领域,而且由于有机粘结固体润滑涂层可以应用到几乎所有的工程中部件上,所以其适用范围极其广泛。本论文选择聚酰亚胺树脂(PI)为高分子粘接剂,聚四氟乙烯(PTFE)为固体润滑剂,纳米硫化镉(CdS)以及氧化石墨烯(GO)为功能性填料,设计并制备了纳米硫化镉填充PI/PTFE复合树脂以及氧化石墨烯填充PI树脂这两种粘结固体润滑涂层,同时考察了这两种固体润滑涂层制备的工艺、涂层的成分、组分配比、各组分间的结构组成以及粘结固体润滑涂层的摩擦学性能及耐腐蚀性能,并且系统的研究了粘接剂、固体润滑剂以及功能性填料三者间的配比,表面修饰的纳米CdS粒子、改性GO的含量以及实验条件对粘结固体润滑涂层性能的影响,并对纳米硫化镉填充的PI/PTFE复合涂层的摩擦磨损机理和氧化石墨烯填充的PI涂层的摩擦和磨损的机理以及耐腐蚀的机理展开了更加深入地探讨。其具体的研究结果如下:1、本论文采用了N,N-二辛基二硫代氨基甲酸钾为表面修饰剂,利用液相沉淀法制备了表面改性的CdS纳米粒子;结果发现:制备出的改性CdS纳米粒子的尺寸较为均匀,并且拥有良好的分散性。2、系统地考察了改性CdS纳米粒子作为PI/PTFE粘结固体润滑涂层的功能性填料在摩擦和磨损性能上的作用以及其机理。结果表明:纳米硫化镉能够增强PI/PTFE复合材料的强度,使得表面修饰的CdS纳米粒子作为PI/PTFE粘结固体润滑涂层的填料具有非常好的减摩以及抗磨性能,润滑涂层在干摩擦下,当表面修饰的CdS纳米粒子添加量为5%时,涂层具有最好的减磨抗磨性能,而当涂层在油润滑条件下时,润滑油在涂层上形成了一种保护性的润滑膜,使得涂层在油润滑下的摩擦磨损性能均优于相同条件干摩擦下的摩擦磨损性能。3、采用硅氧烷KH570为改性剂,利用液相沉积法制备了表面改性的GO。结果表明:制备出的表面修饰的GO相比GO来说,其剥离出来的层数较少,使得修饰后的GO团聚现象得到了很好地改善,并且改性后的GO亲油性得到了很大地提高。4、系统地考察了氧化石墨烯以及用KH570改性的氧化石墨烯作为PI粘结固体润滑涂层的功能性填料时,涂层的摩擦和磨损性能以及其耐腐蚀性能,并对其作用原理进行了深入的探索。结果表明:添加GO以及改性GO能够提高涂层的机械性能,所以添加了GO以及改性GO的涂层的摩擦磨损性能均优于纯树脂涂层;并且由于采用KH570对氧化石墨烯进行改性,这导致添加改性氧化石墨烯涂层的摩擦系数要大于添加氧化石墨烯涂层的摩擦系数,而添加了改性氧化石墨烯的涂层的磨损的程度远远地低于添加了氧化石墨烯的涂层;氧化石墨烯以及改性后的氧化石墨烯由于自身具有导电的性质,所以在盐雾试验中它们会抑制氯离子向涂层中渗入,从而提高涂层的耐腐蚀性能,因此涂层中添加了氧化石墨烯以及改性后的氧化石墨烯时,其耐盐雾的时间有了一定的改善;而添加了改性后的GO涂层的耐腐蚀的时间优于添加了GO的涂层,这是由于改性后的氧化石墨烯与PI树脂的结合更加紧密,这使得涂层更加致密均匀,使得添加了改性GO的涂层的耐盐雾时间高出添加氧化石墨烯的涂层一倍以上。
【图文】：

固体润滑涂层,粘结固体润滑涂层,基本组分,干膜

高性能聚酰亚胺基润滑防护涂层的研究及制备开始对太空、远洋、深海等地方进行探索，这就使得设备的运，进而对固体润滑涂层的要求不断向着高精度、高可靠性以及]。随着这些要求的提出，，单一的固体润滑涂层已经逐渐不能随着人们对各种物质的逐步了解以及开发利用，我们可以通过功能性填料及其衍生物，利用填料多种多样的功能以及树脂自出满足上述要求且性能优异的复合固体润滑涂层。因此，固体如何选取，选取后如何进行有效地分散，并研制出高性能的粘目前亟待解决的重要问题之一。结固体润滑涂层的研究现状

示意图,粘结固体润滑涂层,基材,示意图

高性能聚酰亚胺基润滑防护涂层的研究及制备强度。预处理的方法与基材有关，对于非金属基材来说，其预处理有化学处脱脂处理两种方法，通过处理以达到清洁基材的作用，然后进行喷砂处理以基材与涂层的接触面积，然后进行涂膜或者喷膜。而对于金属基材常用的处式除了化学处理以及脱脂处理外，还有阳极氧化、化学氧化、电镀、氮化、、磷化或硫化等处理方式。
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TB306

【参考文献】