聚酰胺酰亚胺涂层制备工艺及摩擦性能研究

发布时间：2020-02-15 03:13

【摘要】：现代工业的发展迫切要求工作机件在高温等苛刻环境下具有良好的摩擦学性能。近年来,随着摩擦学研究的重点从传统的流体动力润滑系统转向摩擦材料及其表面工程,高分子固体润滑材料日益受到重视,兼具酰胺和亚胺结构的聚酰胺酰亚胺(PAI)材料以其优良的自润滑、耐磨、耐热等性能成为高分子固体润滑的研究热点。本文首先用酰氯法和二异氰酸酯法制备了PAI,采用特性黏度法研究了酰氯法合成工艺中缚酸剂、反应时间,及固化工艺中升温方式、固化时间和固化温度对PAI特性粘度的影响；采用红外、热重、热溶解方法研究了二异氰酸酯法中热固化温度对其结构和热稳定性的影响；采用特性粘度法确定了其最佳合成、固化温度和时间。最后以优选的PAI为基体,添加不同含量的固润滑剂MoS2、WS2、石墨制备PAI固体润滑涂层,对涂层的摩擦磨损性能、表面形貌和水接触角进行分析和表征。结果表明：1.酰氯法制备聚酰胺酰亚胺选择三乙胺做缚酸剂可以有效提高特性粘度,最佳的反应时间为8h,高温固化时,固化过程的升温方式对聚酰胺酰亚胺的特性粘度影响较小,最佳的固化时间为2h,最佳的固化温度为150℃。2.二异氰酸酯法制备的聚酰胺酰亚胺250℃固化时,凝胶率约11%,800℃时质量损失仅为25.5%,300℃时凝胶率高达95%,300℃以上酰胺基团N-H和C=O及亚酰胺基团C=O特征峰的吸收强度随固化温度升高迅速增加；单体摩尔比TMA:MDI=16:17,反应温度140℃,反应时间2h,固化温度250℃,固化时间2h时,PAI涂层具有较好的摩擦磨损性能和耐热性能。3.固体润滑剂的加入显著降低了PAI涂层的摩擦系数,载荷800N时,MoS2添加量为30%时PAI涂层的摩擦系数低至0.1744,石墨添加量为10%时PAI涂层的摩擦系数低至0.1752,添加WS2的PAI涂层的摩擦系数集中在0.30-0.33之间；添加固体润滑剂的PAI涂层的摩擦系数越低,其磨痕宽度相对较小,磨痕较浅,表面较平整；固体润滑剂的加入显著提高了PAI涂层的水接触角,且涂层的摩擦系数越低水接触角增加越显著。其中,MoS2添加量为30%时水接触角增加了50.16%,石墨添加量10%时水接触角增加了65.14%,WS2及其添加量对PAI涂层水接触角影响相对较小,添加量10%-30%,水接触角仅增加7.10%-18.61%。
【图文】：

３N１合成工艺研究逡逑３N１．１缚酸齐ＩＪ逡逑图３．１为缚酸剂的加入及种类对ＰＡＩ，

本文编号：2579692