中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所先進潤滑與防護材料研發(fā)中心在聚氨酯/環(huán)氧樹脂互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)(PU/EP IPN)復(fù)合材料的摩擦學(xué)性能研究方面取得新進展。
研究人員考察了干滑動條件下，兩類端羥基聚二甲基硅氧烷(HTPDMS)改性后的PU/EP IPN復(fù)合材料的摩擦磨損行為。結(jié)果表明添加HTPDMS后，PU/EP IPN 復(fù)合材料的摩擦磨損性能可大大改善。HTPDMS 改性后的PU/EP IPNs復(fù)合材料的摩擦磨損性能取決于HTPDMS的量。隨著HTPDMS量的增加，復(fù)合材料的摩擦系數(shù)和磨損量均減小。當(dāng)HTPDMS量為15%和20% 時，復(fù)合材料摩擦學(xué)性能最好。當(dāng)HTPDMS的分子量和黏性較低時，可更明顯地改善PU/EP IPN復(fù)合材料的摩擦磨損性能。
對改性前后材料的磨損機制研究表明，未經(jīng)改性的PU/EP IPNs 復(fù)合材料的磨損機制首先為疲勞磨損，其次為粘著磨損。當(dāng)HTPDMS添加量超過5%之后，主要磨損機制為粘著磨損。
PDMS具有較高的熱、氧化穩(wěn)定性和良好的抗?jié)裥阅堋Ｔ谇捌诠ぷ髦，研究人員發(fā)現(xiàn)HTPDMS改性后的PU/EP IPNs 復(fù)合材料呈現(xiàn)出良好的阻尼、熱和機械性能，可被用作結(jié)構(gòu)阻尼材料。該材料的摩擦學(xué)性能和阻尼性能同樣重要。然而，關(guān)于PU/EP IPN復(fù)合材料的摩擦學(xué)性能研究較少。
該研究得到了國家杰出青年科學(xué)基金、國家自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體科學(xué)基金和國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃項目的資金支持。研究結(jié)果發(fā)表在近期出版的Tribol Lett (Tribol Lett (2011) 43:319–327)。
10% HTPDMS-1000改性的PU/EP IPN磨痕的3D非接觸表面映射：a 5N, b 10N
10% HTPDMS-2800改性的PU/EP IPN磨痕的3D非接觸表面映射：a 5N, b 10N
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