h-BN/MoS 2 /PTFE三元填料共混改性PEEK复合材料的制备及性能研究
发布时间：2021-04-15 08:51
聚醚醚酮（PEEK）是目前较有应用潜力的工程塑料之一,本身具有力学性能好、热稳定性佳、可加工性好等优点,但是其在对摩擦磨损性要求较高的场合使用时仍受一定限制。聚四氟乙烯（PTFE）又称为特氟龙,本身摩擦系数极低,常作为填料用于改善复合材料的摩擦性能。六方氮化硼（h-BN）具有由氮和硼组成的网状结构,有良好的抗腐蚀性和导热性。二硫化钼（MoS2）具有与石墨类似的层状结构,摩擦系数较低,常被作为固体润滑剂。故本文将h-BN、MoS2和PTFE作为填料共混改性PEEK,提高复合材料综合性能,拓宽其应用领域。本文重点研究PEEK复合材料的制备以及机械性能、摩擦磨损性能研究,根据正交试验设计的各物质配比,采用模压成型的工艺方法制备试样。对填料中的无机粒子进行改性,将改性后的无机粒子制备成试样。测试各试样的拉伸强度、邵氏硬度以及密度,并对部分试样的拉伸强度进行ABAQUS模拟,分析各填料对材料拉伸性能的影响。测试各试样摩擦磨损性能,通过对试样摩擦系数和磨损量的分析,得到各填料对复合材料摩擦磨损性能的影响。试验结果表明,PTFE的加入会造成复合材料邵氏硬度...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
波音787和空客A350复合材料的占比[5]
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文1第1章绪论1.1课题背景及研究的目的与意义复合材料是将不同品质的材料通过专门的成型工艺和制造方法复合而成的一种高性能新材料[1]，具有减磨耐磨、自润滑、质量轻、耐疲劳等特点[2]。如图1-1所示，波音787和空客A350中复合材料的使用量分别为50%和52%。近年来，制造技术飞速发展，动力装置与交通运输工具的负荷、速度越来越大，材料的使用环境越来越复杂，这对材料的摩擦等性能提出了更高的要求，所以高性能复合材料的研究与使用成为了大趋势[3,4]。图1-1波音787和空客A350复合材料的占比[5]结构复合材料使用时一般对力学性能要求比较严格，可以根据复合材料实际使用情况通过加入纤维等增强体进行设计。功能复合材料一般情况下对机械性能要求不高，但对摩擦、导热、导电、阻尼、吸波等性能有特殊要求，主要通过在复合材料中加入功能体来实现某些性能的提升。功能体可为一种或多种，根据材料所需性能可以选用多种功能体，协同改性，使复合材料综合性能最佳。聚醚醚酮的主链结构中含有苯环、醚键和酮键[6]，结构式如图1-2所示。PEEK是热塑性的高性能特种工程塑料，结构规整[4]，具有力学性能好、耐温、热稳定性佳、可加工性好、耐疲劳性强、耐化学腐蚀、阻燃性好等优点[8,9]，是90年代以来最受欢迎的工程塑料之一[10]。但PEEK摩擦性能欠佳，其在对摩擦性能要求较高的场合使用受限制。故本文通过对PEEK进行改性，在保证材料具有较好的机械性能的前提下，提高其摩擦磨损性能，拓宽其应用领域。图1-2聚醚醚酮的结构式[7]
h-BN的结构
【参考文献】：
期刊论文
[1]高导热聚酰亚胺复合材料的性能[J]. 韩宝军,吴海银,丁成成,俞娟,王晓东,黄培. 南京工业大学学报(自然科学版). 2020(04)
[2]PEEK基耐磨导电复合材料[J]. 扶肖肖,宋桂珍,郭晓君,吴翔,杨慧君. 工程塑料应用. 2020(02)
[3]无机材料填充改性PTFE复合材料研究进展[J]. 栗小茜,葛正浩. 中国塑料. 2020(01)
[4]碳纤维的长度与取向对聚醚醚酮基复合材料摩擦磨损性能的影响[J]. 邱孝涛,高阳,王秀丽,顾爱群,余自力. 摩擦学学报. 2020(02)
[5]纳米ZrO2和聚醚醚酮填充聚四氟乙烯的摩擦学性能基于环-块摩擦模型的演变过程[J]. 祁渊,龚俊,曹文翰,杨东亚,王宏刚,高贵. 高分子材料科学与工程. 2019(12)
[6]聚醚醚酮在口腔种植体及义齿修复领域的研究进展[J]. 潘硕,郭晓恒. 世界最新医学信息文摘. 2019(84)
[7]CF/PEEK复合材料表面构筑微纳米结构及其防冰性能的研究[J]. 张磊,王斐,潘蕾. 航空制造技术. 2019(17)
[8]碳纤维增强聚醚醚酮的非等温结晶行为与力学性能[J]. 熊孟云,石家宾,杨洋,刘勇,朱姝,余木火. 合成纤维. 2019(07)
[9]比较研究Si C和MoS2对铝基复合材料磨损行为影响（英文）[J]. Mohammad ROUHI,Mohammad MOAZAMI-GOUDARZI,Mohammad ARDESTANI. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2019(06)
[10]国外聚醚醚酮树脂专用料及应用开发概述[J]. 冯刚,黄军生,马骅. 中国塑料. 2019(05)
博士论文
[1]TaC基薄膜的微观结构、力学性能和摩擦学行为的研究[D]. 杜苏轩.吉林大学 2018
[2]聚醚醚酮/聚酰亚胺合金及其导电复合材料的结构与性能研究[D]. 高聪.吉林大学 2016
硕士论文
[1]聚醚醚酮纤维/碳纤维针刺毡及复合材料的制备与性能研究[D]. 赵文砚.吉林大学 2019
[2]纳米TiO2/改性PTFE复合涂层的制备及其性能演变研究[D]. 李瑞.哈尔滨工业大学 2019
[3]环氧树脂/氮化硼高导热复合材料的制备与性能研究[D]. 王志晓.北京交通大学 2019
[4]空心微珠/SCF/PEEK复合材料的制备及摩擦学性能研究[D]. 刘后宝.南京航空航天大学 2019
[5]含自由边的受复杂载荷复合材料层合板屈曲分析及优化[D]. 张冰.南昌航空大学 2018
[6]煤油泵轴尾机械密封副端面特性研究[D]. 申通.哈尔滨工业大学 2017
[7]碳纤维/聚醚醚酮编织复合材料的制备及性能研究[D]. 李欣.哈尔滨工业大学 2017
[8]聚醚醚酮仿生人工骨3D打印热力学仿真及实验研究[D]. 张钰.吉林大学 2014
[9]新型硅烷偶联剂的合成与应用[D]. 张旭华.南昌大学 2008
本文编号：3139019
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
波音787和空客A350复合材料的占比[5]
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文1第1章绪论1.1课题背景及研究的目的与意义复合材料是将不同品质的材料通过专门的成型工艺和制造方法复合而成的一种高性能新材料[1]，具有减磨耐磨、自润滑、质量轻、耐疲劳等特点[2]。如图1-1所示，波音787和空客A350中复合材料的使用量分别为50%和52%。近年来，制造技术飞速发展，动力装置与交通运输工具的负荷、速度越来越大，材料的使用环境越来越复杂，这对材料的摩擦等性能提出了更高的要求，所以高性能复合材料的研究与使用成为了大趋势[3,4]。图1-1波音787和空客A350复合材料的占比[5]结构复合材料使用时一般对力学性能要求比较严格，可以根据复合材料实际使用情况通过加入纤维等增强体进行设计。功能复合材料一般情况下对机械性能要求不高，但对摩擦、导热、导电、阻尼、吸波等性能有特殊要求，主要通过在复合材料中加入功能体来实现某些性能的提升。功能体可为一种或多种，根据材料所需性能可以选用多种功能体，协同改性，使复合材料综合性能最佳。聚醚醚酮的主链结构中含有苯环、醚键和酮键[6]，结构式如图1-2所示。PEEK是热塑性的高性能特种工程塑料，结构规整[4]，具有力学性能好、耐温、热稳定性佳、可加工性好、耐疲劳性强、耐化学腐蚀、阻燃性好等优点[8,9]，是90年代以来最受欢迎的工程塑料之一[10]。但PEEK摩擦性能欠佳，其在对摩擦性能要求较高的场合使用受限制。故本文通过对PEEK进行改性，在保证材料具有较好的机械性能的前提下，提高其摩擦磨损性能，拓宽其应用领域。图1-2聚醚醚酮的结构式[7]
h-BN的结构
【参考文献】：
期刊论文
[1]高导热聚酰亚胺复合材料的性能[J]. 韩宝军,吴海银,丁成成,俞娟,王晓东,黄培. 南京工业大学学报(自然科学版). 2020(04)
[2]PEEK基耐磨导电复合材料[J]. 扶肖肖,宋桂珍,郭晓君,吴翔,杨慧君. 工程塑料应用. 2020(02)
[3]无机材料填充改性PTFE复合材料研究进展[J]. 栗小茜,葛正浩. 中国塑料. 2020(01)
[4]碳纤维的长度与取向对聚醚醚酮基复合材料摩擦磨损性能的影响[J]. 邱孝涛,高阳,王秀丽,顾爱群,余自力. 摩擦学学报. 2020(02)
[5]纳米ZrO2和聚醚醚酮填充聚四氟乙烯的摩擦学性能基于环-块摩擦模型的演变过程[J]. 祁渊,龚俊,曹文翰,杨东亚,王宏刚,高贵. 高分子材料科学与工程. 2019(12)
[6]聚醚醚酮在口腔种植体及义齿修复领域的研究进展[J]. 潘硕,郭晓恒. 世界最新医学信息文摘. 2019(84)
[7]CF/PEEK复合材料表面构筑微纳米结构及其防冰性能的研究[J]. 张磊,王斐,潘蕾. 航空制造技术. 2019(17)
[8]碳纤维增强聚醚醚酮的非等温结晶行为与力学性能[J]. 熊孟云,石家宾,杨洋,刘勇,朱姝,余木火. 合成纤维. 2019(07)
[9]比较研究Si C和MoS2对铝基复合材料磨损行为影响（英文）[J]. Mohammad ROUHI,Mohammad MOAZAMI-GOUDARZI,Mohammad ARDESTANI. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2019(06)
[10]国外聚醚醚酮树脂专用料及应用开发概述[J]. 冯刚,黄军生,马骅. 中国塑料. 2019(05)
博士论文
[1]TaC基薄膜的微观结构、力学性能和摩擦学行为的研究[D]. 杜苏轩.吉林大学 2018
[2]聚醚醚酮/聚酰亚胺合金及其导电复合材料的结构与性能研究[D]. 高聪.吉林大学 2016
硕士论文
[1]聚醚醚酮纤维/碳纤维针刺毡及复合材料的制备与性能研究[D]. 赵文砚.吉林大学 2019
[2]纳米TiO2/改性PTFE复合涂层的制备及其性能演变研究[D]. 李瑞.哈尔滨工业大学 2019
[3]环氧树脂/氮化硼高导热复合材料的制备与性能研究[D]. 王志晓.北京交通大学 2019
[4]空心微珠/SCF/PEEK复合材料的制备及摩擦学性能研究[D]. 刘后宝.南京航空航天大学 2019
[5]含自由边的受复杂载荷复合材料层合板屈曲分析及优化[D]. 张冰.南昌航空大学 2018
[6]煤油泵轴尾机械密封副端面特性研究[D]. 申通.哈尔滨工业大学 2017
[7]碳纤维/聚醚醚酮编织复合材料的制备及性能研究[D]. 李欣.哈尔滨工业大学 2017
[8]聚醚醚酮仿生人工骨3D打印热力学仿真及实验研究[D]. 张钰.吉林大学 2014
[9]新型硅烷偶联剂的合成与应用[D]. 张旭华.南昌大学 2008
本文编号：3139019
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3139019.html
