納米橡膠顆粒增韌環(huán)氧樹(shù)脂摩擦學(xué)性能研究.pdf

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1、塑料工業(yè)第43卷第12期·32·CHINAPLASTICSINDUsTRY2015年12月納米橡膠顆粒增韌環(huán)氧樹(shù)脂摩擦學(xué)性能研究齊澤昊,周永權(quán),林炎炎,張中威,譚業(yè)發(fā)(1.解放軍理工大學(xué)野戰(zhàn)工程學(xué)院,江蘇南京210007;2.77206部隊(duì),云南玉溪653100)摘要:為了提高環(huán)氧樹(shù)脂的韌性和耐磨損性能,運(yùn)用全硫化納米羧基丁腈橡膠(VP-501)顆粒對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂(E51)進(jìn)行了增韌改性處理,制備了納米橡膠顆粒增韌環(huán)氧樹(shù)脂,研究了其摩擦學(xué)性能和磨損機(jī)理。結(jié)果表明:納米橡膠顆粒的引入,有效改善了環(huán)氧樹(shù)脂的斷裂韌性,提高了11.5%~21

2、.1%;添加適量納米橡膠顆粒(6phr),可顯著提高環(huán)氧樹(shù)脂的耐磨損性能,含6phr納米橡膠顆粒增韌環(huán)氧樹(shù)脂的耐磨損性能比純環(huán)氧樹(shù)脂提高1.3~9倍。純環(huán)氧樹(shù)脂的磨損機(jī)理以微觀脆性斷裂磨損為主;含6phr納米橡膠顆粒增韌環(huán)氧樹(shù)脂的磨損機(jī)理主要是黏著磨損。關(guān)鍵詞:環(huán)氧樹(shù)脂;納米橡膠顆粒;斷裂韌性;摩擦學(xué)性能;磨損機(jī)理DOI:10.3969/j.issn.1005-5770.2015.12.008中圖分類號(hào):TQ323.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1005—5770(2015)12—0032—05TribologicalProperti

3、esofNano-rubberParticlesToughenedEpoxyResin。QIZe—hao,ZHOUYong.quan,LINran—yan,ZHANGZhong.wei,TANYe.fa(1.CollegeofFieldEngineering,PLAUniversityofScienceandTechnology,Nanjing210007,China;2.Unit77206,Yuxi653100,China)Abstract:Inordertoimprovethewearresistanceandtoughnes

4、sofepoxyresin,full—vulcanizedpowderednanorubber(VP-501)wasusedtotoughentheepoxyresin(E51)andthenano—rubberparticlestoughenedepoxyresinwasprepared.Thetribologicalpropertiesandwearmechanismsofthetoughenedepoxywereinvestigated.Theresultshowsthatthefracturetoughnessofthet

5、oughenedepoxyiseffectivelyimprovedduetotheintroductionofnano—rubberparticles.whichincreasesby11.5%~21.1%.Addingthemoderatecontentofnano—rubberparticles(6phr)cansignificantlyimprovethewearresistanceoftheepoxy.Thewearresistanceofthetoughenedepoxycontaining6phrnano-rubbe

6、rparticlesincreasesby1.3~9timesthanthatofneatepoxy.Thewearmechanismofneatepoxyismicroscopicbrittlefracturemainlybutthewearmechanismofthetoughenedepoxyisadhesivewearmainly.Keywords:EpoxyResin;Nano—rubberParticles;FractureToughness;TribologicalProperties;WearMechanism環(huán)氧

7、樹(shù)脂具有機(jī)械性能好、黏合性能高以及化學(xué)潛力。與常規(guī)的微米級(jí)顆粒相比,納米顆粒具有量子穩(wěn)定性強(qiáng)等一系列優(yōu)異性能,廣泛應(yīng)用于航空航天、尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)以及宏觀量子隧道汽車、土木建筑及化工等領(lǐng)域¨。然而,由于環(huán)氧效應(yīng),因此利用納米顆粒對(duì)聚合物進(jìn)行改性處理,取樹(shù)脂固化后存在內(nèi)應(yīng)力大、質(zhì)脆等缺點(diǎn),導(dǎo)致其斷裂得了顯著效果。研究表明,許多納米無(wú)機(jī)增強(qiáng)體,如韌性低,從而對(duì)微裂紋較為敏感,限制了其進(jìn)一步應(yīng)納米SiN4、ZrO,、TiO2、SiO2L2J以及多壁碳納米用。特別地,作為摩擦構(gòu)件材料,盡管環(huán)氧樹(shù)脂的耐管等,可以在很大程度上改

8、善環(huán)氧樹(shù)脂的耐磨損侯性能好,但其脆性影響了其耐磨性能。因此,如何性能。與此同時(shí),一些有機(jī)納米顆粒也已被引人到聚對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行有效的增韌改性,以大幅度提高其斷合物中,以增強(qiáng)聚合物的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)J,可有效裂韌性和摩擦學(xué)性能,是亟待解決的重要課題。提高聚

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