托辊用耐磨尼龙6复合材料的研制

发布时间：2017-10-25 02:19

  本文关键词：托辊用耐磨尼龙6复合材料的研制

  更多相关文章： 尼龙6 玻璃纤维 滑石粉 炭黑 复合材料

【摘要】：托辊是带式输送机中的关键部件，针对目前市场上使用的钢制、陶瓷和塑料托辊在使用过程中存在诸如易生锈、耐磨性差、质量重、易粘料、韧性差、强度低等问题，本研究以具有良好力学、耐磨及自润滑性能的尼龙6（PA6）为基料，玻纤（GF）为增强材料，以滑石粉、炭黑及石墨为改性剂，对PA6耐磨复合材料的配方、性能、磨损机理进行了探讨。主要研究工作如下： 首先，采用GF对PA6进行增强改性，经过双螺杆挤出机共混挤出，制备了PA6/GF复合材料，研究了低粘度PA6（LVPA6）和中粘度PA6（MVPA6）的复配比例及GF含量对复合材料机械强度、加工性能、热稳定性能及摩擦磨损性能的影响。结果表明，当MVPA6与LVPA6的配比为70/30时，混合PA6/GF复合材料的拉伸强度、弯曲强度及缺口冲击强度均达到最大值；在此条件下，研究了GF含量对复合材料摩擦学性能的影响，发现在转速为200r/min，载荷为200N的实验条件下，当GF含量为40wt.%时，PA6/GF复合材料的摩擦系数达到最小值，当GF含量为30wt.%时，复合材料的耐磨性能最好，磨损机制以粘着磨损为主。 其次，以混合PA6/GF复合材料为基材，滑石粉为改性剂，制备了PA6/GF/滑石粉复合材料，研究了不同粒径滑石粉（H1：200目；H2：1250目）复配比例对复合材料力学性能、热稳定性及摩擦磨损性能的影响，并对其磨损机理进行了研究。实验结果表明，随着H1/H2（w/w）的增加，复合材料的拉伸强度、弯曲强度及缺口冲击强度均缓慢下降，热稳定性逐渐增强；在转速为400r/min，载荷为200N的实验条件下，当H1/H2为12/8时，复合材料的摩擦系数最小，当H1/H2为15/5时，耐磨性能最好，而未添加滑石粉的PA6/GF复合材料出现了磨损失效的现象；随着H1含量的增加，磨损机制由粘着磨损转变为磨粒磨损。 最后，采用炭黑填充改性PA6/GF/滑石粉复合材料，考察了炭黑含量对复合材料性能的影响。研究结果表明，当炭黑添加量为5wt.%时，拉伸强度及弯曲强度达到最大值，当炭黑添加量为3wt.%时，缺口冲击强度达到最大值，随着炭黑含量的增加，复合材料的流动性能逐渐变差，热稳定性能增强；在转速为400r/min，，载荷为200N的实验条件下，对于H1/H2为15/5的复合体系，摩擦系数随炭黑含量增加而逐渐增大，当炭黑为7wt.%时，耐磨性能最好，此时摩擦试样仅发生了轻微的磨粒磨损和粘着磨损。
【关键词】：尼龙6 玻璃纤维 滑石粉 炭黑 复合材料
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TB332;TH222
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 引言10
• 1.2 填料改性聚合物基复合材料的摩擦磨损性能10-14
• 1.2.1 磨损形式与机理10-11
• 1.2.2 填料对聚合物磨损性能的影响11-13
• 1.2.3 工况条件的影响13-14
• 1.3 PA6 耐磨复合材料14-17
• 1.3.1 纤维增强改性14-15
• 1.3.2 无机粒子填充改性15-16
• 1.3.3 纤维 /无机粒子混杂改性16
• 1.3.4 填充固体润滑剂16-17
• 1.4 本课题研究的目的、意义及内容17-18
• 1.4.1 目的与意义17
• 1.4.2 本课题主要研究内容17-18
• 第2章 玻纤增强复配PA6复合材料的制备与性能18-33
• 2.1 引言18
• 2.2 实验部分18-20
• 2.2.1 实验原料18
• 2.2.2 实验仪器18-19
• 2.2.3 样品制备19-20
• 2.2.4 性能表征20
• 2.3 结果与讨论20-31
• 2.3.1 LVPA6含量对MVPA6/GF复合材料力学性能的影响20-23
• 2.3.2 LVPA6含量对PA6/GF复合材料流变性能的影响23-24
• 2.3.3 PA6/GF复合材料的热性能24-25
• 2.3.4 GF含量对PA6/GF复合材料力学性能及流变性能的影响25-27
• 2.3.5 GF含量对PA6/GF复合材料的热性能的影响27-28
• 2.3.6 GF含量对PA6/GF复合材料摩擦磨损性能的影响28-29
• 2.3.7 微观形貌分析29-31
• 2.4 本章小结31-33
• 第3章 PA6/GF/滑石粉复合材料的制备与性能33-42
• 3.1 引言33
• 3.2 实验部分33-34
• 3.2.1 实验原料33
• 3.2.2 实验仪器33
• 3.2.3 样品制备33-34
• 3.2.4 性能表征34
• 3.3 结果与讨论34-40
• 3.3.1 不同粒径滑石粉的配比对复合材料力学性能的影响34-37
• 3.3.2 不同粒径滑石粉的配比对复合材料热性能的影响37-38
• 3.3.3 不同粒径滑石粉的配比对复合材料摩擦磨损性能的影响38-39
• 3.3.4 复合材料磨损表面的观察及磨损机理的分析39-40
• 3.4 本章小结40-42
• 第4章 PA6/GF/滑石粉/炭黑复合材料的制备与性能42-52
• 4.1 引言42
• 4.2 实验部分42-43
• 4.2.1 实验原料42
• 4.2.2 实验仪器42
• 4.2.3 样品制备42-43
• 4.2.4 性能表征43
• 4.3 结果与讨论43-50
• 4.3.1 炭黑含量对复合材料力学性能的影响43-46
• 4.3.2 炭黑含量对复合材料流变性能的影响46-47
• 4.3.3 炭黑含量对复合材料热性能的影响47
• 4.3.4 炭黑含量对复合材料摩擦磨损性能的影响47-49
• 4.3.5 复合材料磨损表面的观察及磨损机理的分析49-50
• 4.4 本章小结50-52
• 结论52-54
• 参考文献54-59
• 致谢59-60
• 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文60

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 高志秋,陶炜,金文兰,张福军,张淑伟;长玻纤增强尼龙6复合材料研究[J];工程塑料应用;2001年07期

2 钟明强,孙莉,贾虹;尼龙6/纳米Al_2O_3复合材料与铜摩擦副的摩擦磨损性能[J];工程塑料应用;2004年06期

3 欧育湘,吕连营,吴俊浩;原位插层聚合PA6/OMMT纳米复合材料的性能[J];工程塑料应用;2004年10期

4 刘正军,韩克清,周洪梅,杜秉公,余木火;长玻璃纤维增强尼龙6的力学性能研究[J];工程塑料应用;2005年05期

5 谢莹;李笃信;赵丽;李文娟;方映杰;;GF增强PA6复合材料的力学与摩擦性能研究[J];工程塑料应用;2010年11期

6 洪喜军;容建华;林志丹;张秀菊;;复配增容剂增容PPO/PP/GF研究[J];工程塑料应用;2012年01期

7 成江,任俊,胡柏星,沈健;碳酸钙粒子级配对填充聚丙烯复合材料流变性的影响[J];非金属矿;2001年02期

8 王世锋;王焕平;张斌;周广淼;徐时清;;氧化铝粉体及混杂纤维改性树脂基复合材料的摩擦磨损性能[J];非金属矿;2010年06期

9 王军祥,顾明元,朱真才,葛世荣,刘维民;碳纤维和二硫化钼混杂增强尼龙复合材料的摩擦学性能研究[J];复合材料学报;2003年02期

10 章峻,成江,胡柏星,任俊,沈健;CaCO_3颗粒级配填充对PP性能和结构的影响[J];高分子材料科学与工程;2003年01期

本文编号：1091636