MGO-MicroLMs/PS微胶囊润滑复合材料制备及摩擦学性能
发布时间：2021-11-08 20:54
以改性氧化石墨烯（MGO）/聚苯乙烯为复合壁材,硬脂酸丁酯为润滑芯材,通过种子微悬浮聚合法制备了改性氧化石墨烯微胶囊润滑材料（MGO-Micro LMs）,以MGO-Micro LMs为润滑添加剂,经本体浇铸成型制备MGOMicro LMs/PS复合材料.采用IR和SEM表征了化学组成和微观形貌,以微机控制电子万能试验拉伸机和高速往复摩擦磨损试验仪评价了断裂行为和摩擦学性能,以Mico-XAM非接触式三维表面轮廓仪观察磨痕表面形貌并计算磨损率.结果表明:MGO-Micro LMs在聚苯乙烯基体中具有良好的分散性和相容性,同时对聚苯乙烯基体材料具有增韧效果;MGO-Micro LMs可以提高聚苯乙烯基体材料摩擦磨损性能,具有润滑和减摩作用,MGO-Micro LMs润滑机理为边界润滑.
【文章来源】：摩擦学学报. 2016,36(05)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
高速往复摩擦试验仪示意图
?由图3(a~b)可知,从光学显微镜照片可以明显看出MGO-MicroLMs的壳-核结构,形貌规整呈球形结构,从SEM照片可以看出MGO-MicroLMs表面粗糙,可能是因为片层的GO和固体颗粒CaCO3分布在囊壁造成的;由图3(c)可知,MGO-Fig.1Schematicdiagramofhighspeedreciprocatingfrictiontester图1高速往复摩擦试验仪示意图Fig.2FT-IRspectraofGO,MGO-MicroLMsandMGO-MicroLMs/PS图2GO、MGO-MicroLMs和MGO-MicroLMs/PS的红外光谱图Fig.3MicrographsofSEMandOMofMGO-MicroLMs,SEMoffracturemorphologyofMGO-MicroLMs/PScomposites图3MGO-MicroLMs的表面形貌SEM照片和光学显微镜照片与MGO-MicroLMs/PS复合材料断面形貌的SEM照片548摩擦学学报第36卷
MicroLMs在聚苯乙烯基体中分散均匀,且边界模糊,如图中黄色箭头所示,表明MGO-MicroLMs与聚苯乙烯基体的相容性较好.图4为MGO-MicroLMs的粒径分布图,表明MGO-MicroLMs的平均粒径为124.3μm,粒径分布宽度为1.485.2.3MGO-MicroLMs的热稳定性和包封率图5(a)为硬脂酸丁酯和MGO-MicroLMs的热失重曲线图.由图可知,硬脂酸丁酯在150~450℃之间出现了一次较明显的失重,主要是硬脂酸丁酯的热分解造成的,而MGO-MicroLMs出现了两次较明显的失重,分别在210~320℃之间为硬脂酸丁酯和氧化石墨烯的热分解,在320~450℃之间为聚苯乙烯囊壁的热分解.MGO-MicroLMs比硬脂酸丁酯的起始分解温度(Td,5%)从164.4℃增加到220.5℃,提高了约56℃;残炭率(WL500℃)从2.99%增至23.8%,提高了约20.8%.图5(b)为纯硬脂酸丁酯和微胶囊润滑材料的相变潜热曲线图.由图可知,纯硬脂酸丁酯的相变潜热为120.8J/g,MGO-MicroLMs的相变潜热为61.78J/g,经计算得到MGO-MicroLMs的包封率为51.14%.2.4MGO-MicroLs/PS的断裂行为采用WDW-20型微机控制电子万能试验机对MGO-MicroLMs/PS复合材料进行拉伸测试,拉伸测试条件:温度为50℃,拉伸速率为1mm/min.图6为MGO-MicroLMs/PS复合材料的应力-应变曲线.由图6可知,纯PS呈现较典型的脆性断裂,断裂伸长率为6.14%.当添加不同含量MGO-MicroLMs时,复合材料均发生塑性变形,复合材料的屈服强度从6.4MPa降到4.97MPa,但是断裂伸长率从9.23%增加到12.86%.表明随着微胶囊含量的增加,复合材料抵抗塑性变形的能力降低,抗脆断强度能力提高.其断裂形貌如图7所示.图7(a)为PS的拉伸断面,可以看出其断面光滑平整,形成明显的“河流”状,裂纹呈现直线且基本朝向Fig.4RepresentativehistogramofMGO-MicroLMsofparticlesizedistribution图4MGO-M
【参考文献】：
期刊论文
[1]Al2O3颗粒对丁腈橡胶/316L不锈钢配副摩擦磨损行为的影响（英文）[J]. Ming-xue SHEN,Jin-peng ZHENG,Xiang-kai MENG,Xiao LI,Xu-dong PENG. Journal of Zhejiang University-Science A（Applied Physics & Engineering）. 2015(02)
[2]相变微胶囊改性UHMWPE复合材料的摩擦学性能[J]. 潘炳力,李宁,杜三明,孙乐民,刘继纯,楚广成,张永振. 摩擦学学报. 2014(06)
[3]磷酸酯胺盐离子液体作为钢/铜锡合金润滑剂的高温摩擦学性能研究[J]. 乔旦,王海忠,冯大鹏. 摩擦学学报. 2014(01)
[4]石墨烯摩擦学及石墨烯基复合润滑材料的研究进展[J]. 蒲吉斌,王立平,薛群基. 摩擦学学报. 2014(01)
[5]DCPD微胶囊的制备及EP/微胶囊复合材料的力学性能[J]. 洪晓东,秦昌强,赵娜,梁兵. 工程塑料应用. 2014(01)
[6]微胶囊对微胶囊/环氧树脂复合材料增韧作用[J]. 倪卓,杜学晓,王帅,梁伟杰,苏晓敏,单晓凤. 复合材料学报. 2011(04)
[7]聚酰亚胺多孔含油材料的摩擦磨损性能研究[J]. 闫普选,朱鹏,黄丽坚,王晓东,谷和平,黄培. 摩擦学学报. 2008(03)
[8]聚苯乙烯/有机硅共聚合的研究进展[J]. 吴宁晶,黄礼侃,郑安呐. 高分子通报. 2004(05)
[9]纳米Al2O3填充环氧树脂复合材料的摩擦学性能[J]. 石光,章明秋,容敏智,KLAUS Friedrich. 摩擦学学报. 2003(03)
[10]某些线型塑料的摩擦系数与分子间作用力的关系[J]. 丁天康. 固体润滑. 1986(04)
本文编号：3484150
【文章来源】：摩擦学学报. 2016,36(05)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
高速往复摩擦试验仪示意图
?由图3(a~b)可知,从光学显微镜照片可以明显看出MGO-MicroLMs的壳-核结构,形貌规整呈球形结构,从SEM照片可以看出MGO-MicroLMs表面粗糙,可能是因为片层的GO和固体颗粒CaCO3分布在囊壁造成的;由图3(c)可知,MGO-Fig.1Schematicdiagramofhighspeedreciprocatingfrictiontester图1高速往复摩擦试验仪示意图Fig.2FT-IRspectraofGO,MGO-MicroLMsandMGO-MicroLMs/PS图2GO、MGO-MicroLMs和MGO-MicroLMs/PS的红外光谱图Fig.3MicrographsofSEMandOMofMGO-MicroLMs,SEMoffracturemorphologyofMGO-MicroLMs/PScomposites图3MGO-MicroLMs的表面形貌SEM照片和光学显微镜照片与MGO-MicroLMs/PS复合材料断面形貌的SEM照片548摩擦学学报第36卷
MicroLMs在聚苯乙烯基体中分散均匀,且边界模糊,如图中黄色箭头所示,表明MGO-MicroLMs与聚苯乙烯基体的相容性较好.图4为MGO-MicroLMs的粒径分布图,表明MGO-MicroLMs的平均粒径为124.3μm,粒径分布宽度为1.485.2.3MGO-MicroLMs的热稳定性和包封率图5(a)为硬脂酸丁酯和MGO-MicroLMs的热失重曲线图.由图可知,硬脂酸丁酯在150~450℃之间出现了一次较明显的失重,主要是硬脂酸丁酯的热分解造成的,而MGO-MicroLMs出现了两次较明显的失重,分别在210~320℃之间为硬脂酸丁酯和氧化石墨烯的热分解,在320~450℃之间为聚苯乙烯囊壁的热分解.MGO-MicroLMs比硬脂酸丁酯的起始分解温度(Td,5%)从164.4℃增加到220.5℃,提高了约56℃;残炭率(WL500℃)从2.99%增至23.8%,提高了约20.8%.图5(b)为纯硬脂酸丁酯和微胶囊润滑材料的相变潜热曲线图.由图可知,纯硬脂酸丁酯的相变潜热为120.8J/g,MGO-MicroLMs的相变潜热为61.78J/g,经计算得到MGO-MicroLMs的包封率为51.14%.2.4MGO-MicroLs/PS的断裂行为采用WDW-20型微机控制电子万能试验机对MGO-MicroLMs/PS复合材料进行拉伸测试,拉伸测试条件:温度为50℃,拉伸速率为1mm/min.图6为MGO-MicroLMs/PS复合材料的应力-应变曲线.由图6可知,纯PS呈现较典型的脆性断裂,断裂伸长率为6.14%.当添加不同含量MGO-MicroLMs时,复合材料均发生塑性变形,复合材料的屈服强度从6.4MPa降到4.97MPa,但是断裂伸长率从9.23%增加到12.86%.表明随着微胶囊含量的增加,复合材料抵抗塑性变形的能力降低,抗脆断强度能力提高.其断裂形貌如图7所示.图7(a)为PS的拉伸断面,可以看出其断面光滑平整,形成明显的“河流”状,裂纹呈现直线且基本朝向Fig.4RepresentativehistogramofMGO-MicroLMsofparticlesizedistribution图4MGO-M
【参考文献】：
期刊论文
[1]Al2O3颗粒对丁腈橡胶/316L不锈钢配副摩擦磨损行为的影响（英文）[J]. Ming-xue SHEN,Jin-peng ZHENG,Xiang-kai MENG,Xiao LI,Xu-dong PENG. Journal of Zhejiang University-Science A（Applied Physics & Engineering）. 2015(02)
[2]相变微胶囊改性UHMWPE复合材料的摩擦学性能[J]. 潘炳力,李宁,杜三明,孙乐民,刘继纯,楚广成,张永振. 摩擦学学报. 2014(06)
[3]磷酸酯胺盐离子液体作为钢/铜锡合金润滑剂的高温摩擦学性能研究[J]. 乔旦,王海忠,冯大鹏. 摩擦学学报. 2014(01)
[4]石墨烯摩擦学及石墨烯基复合润滑材料的研究进展[J]. 蒲吉斌,王立平,薛群基. 摩擦学学报. 2014(01)
[5]DCPD微胶囊的制备及EP/微胶囊复合材料的力学性能[J]. 洪晓东,秦昌强,赵娜,梁兵. 工程塑料应用. 2014(01)
[6]微胶囊对微胶囊/环氧树脂复合材料增韧作用[J]. 倪卓,杜学晓,王帅,梁伟杰,苏晓敏,单晓凤. 复合材料学报. 2011(04)
[7]聚酰亚胺多孔含油材料的摩擦磨损性能研究[J]. 闫普选,朱鹏,黄丽坚,王晓东,谷和平,黄培. 摩擦学学报. 2008(03)
[8]聚苯乙烯/有机硅共聚合的研究进展[J]. 吴宁晶,黄礼侃,郑安呐. 高分子通报. 2004(05)
[9]纳米Al2O3填充环氧树脂复合材料的摩擦学性能[J]. 石光,章明秋,容敏智,KLAUS Friedrich. 摩擦学学报. 2003(03)
[10]某些线型塑料的摩擦系数与分子间作用力的关系[J]. 丁天康. 固体润滑. 1986(04)
本文编号：3484150
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3484150.html
