干旱区生态环境知识资源中心(Arid): 特殊环境下高性能聚合物减振润滑复合材料的制备及性能研究

Arid

	特殊环境下高性能聚合物减振润滑复合材料的制备及性能研究
	陈守兵; 王齐华; 王廷梅; 许雪飞; 杨景锋; 陈钰; 王彦明; 张迪
完成单位	中国科学院兰州化学物理研究所
登记(发布)日期	2016
中文摘要	1、课题来源与背景该课题为国家自然科学基金项目“特殊环境下高性能聚合物减振、润滑复合材料的制备及性能研究”(项目编号：51303189)。随着动力机械、仪器设备等的大量使用,关于机械设备减振、部件润滑控制的需求日益显现。特别是用于特殊环境下的机械设备比如用于潮湿海水环境的舰船、潜艇,用于干旱多风沙地区的汽车,农业机械等,对材料的减振、润滑性能提出了更高的要求。 2、研究目的与意义本课题研究PU 基减振、润滑IPN 复合材料,探讨影响IPN 复合材料阻尼和摩擦性能的因素,揭示阻尼和摩擦机理及其相互关系;为开发特殊环境下(潮湿、沙粒、尘土等)可用的高性能聚合物减振、润滑材料提供理论基础和实验支持,拓展聚合物材料在特殊、极端环境下的应用领域。 3、主要论点和依据 1)对于PU/EP IPNs复合材料,随着PU含量的增加,阻尼温域增宽,并且复合材料的玻璃化转变温度向低温移动,当PU含量为50 wt%时,阻尼性能最佳。在摩擦学性能方面,PU/EP IPNs复合材料的耐磨性能较差,但是在加入端羟基有机硅改性剂以后,显著提高了复合材料的摩擦系数和耐磨性能。 2)对于PU/PS IPNs复合材料,IPN结构的形成首先改善了PS的韧性和阻尼性能,当PTMG-PU含量为60 wt%时,在海水下的摩擦系数低至0.18,磨损量低至0.04 wt%;基于PCL的PU/EP IPNs复合材料摩擦学性能略低于基于PTMG的PU/EP IPNs。 3)对于PU/PMMA IPNs复合材料,材料具有良好力的学性能和阻尼性能,当PTMG-PU含量为60 wt%时,摩擦系数为0.15,磨损量为0.10 wt%,摩擦学性能最佳;在此基础上改变固化剂种类,加入交联剂,改变IPN合成顺序等,均对复合材料的性能产生了重要影响。复合材料中加入纳米二氧化硅进行改性后,玻璃化温度向高温方向移动,且复阻尼温域增加。基于PCL的PU/PMMA IPNs复合材料综合性能低于基于PTMG的PU/EP IPNs。 4、创见与创新本课题的实施为制备特殊环境下使用的综合性能优异的减振、润滑材料进行了理论和实践探索,研制的材料有望解决特殊环境下的机械减振和润滑难题,拓展了聚合物材料的应用领域。本课题不仅研究IPNs 复合材料在不同组成、合成方法等对阻尼行为和摩擦学行为的影响机制,而且研究在不同振动频率、温度,以及特殊环境(潮湿、沙粒、尘土等)下材料的阻尼行为和摩擦学行为。不仅研究影响材料阻尼行为和摩擦学行为的影响因素,而且探讨材料阻尼行为和摩擦学行为的相互联系和影响。从而拓展聚合物复合材料在特殊环境下的应用领域。 5、社会经济效益及存在的问题减振、润滑材料具有重要应用潜力。舰船、潜艇等的尾轴、轴套多为聚合物复合材料,其应用环境潮湿,温度变化范围宽,甚至有的部分与海水环境直接接触,而且在舰船、潜艇等运行过程中,高速转动伴随着剧烈的振动和相互运动(摩擦),剧烈的振动不但会影响轴承等的使用寿命,而且作为潜艇等军事设备,振动会暴露其行踪,从而被敌方发现,危害国家安全。在我国西北地区,拥有广阔的沙漠戈壁,加上多风、干燥的气候条件,沙粒尘土等对于在其中运行的汽车、农业机械等设备具有重要影响。在汽车、农业机械等设备中,聚合物作为其中必不可少的密封材料,同时具备着降低整体振动的阻尼作用。在其本身具备良好阻尼和润滑性能(从而可以保持其密封性能)的同时,还要能经受住沙粒尘土颗粒摩擦磨损的考验,否则聚合物零件就会磨损失去其密封性能。但是目前材料成本较高,还需要进一步研究工业合成原料替代,为实际应用打下基础。 6、历年获奖情况无。
中文关键词	高性能聚合物 ; 阻尼性能 ; 润滑性能
成果类型	基础理论
中图法分类号	TB332
URL	http://dbpub.cnki.net/grid2008/dbpub/detail.aspx?dbcode=SNAD&dbname=SNAD&filename=SNAD000001741776
来源机构	中国科学院兰州化学物理研究所
资源类型	成果
条目标识符	http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/243792
推荐引用方式 GB/T 7714	陈守兵,王齐华,王廷梅,等. 特殊环境下高性能聚合物减振润滑复合材料的制备及性能研究[Z]. 基础理论,2016.