纳米氧化铝掺杂酚醛/环氧聚合物基复合材料的制备及耐磨性能

摘要：

目的 提高环氧树脂的耐磨性并改善其力学性能,探究纳米氧化铝掺杂酚醛/环氧复合材料的摩擦磨损行为并揭示其减摩耐磨机制.方法 以酚醛树脂(PF)改性环氧树脂(EP)为聚合物基体,将改性的纳米氧化铝(Nano-Al2O3)掺杂其中,制备不同配比的Nano-Al2O3掺杂PF/EP聚合物基复合材料.利用红外光谱仪(FTIR)对复合材料进行化学结构表征.通过泰伯磨损试验和硬度分析,对比不同含量Nano-Al2O3掺杂对PF/EP基复合材料耐磨性能的影响.借助扫描电镜(SEM)分析复合材料的断面形貌和磨损表面,探究复合材料的磨损机理和减摩耐磨机制.结果 FTIR测定证实了硅烷成功改性Nano-Al2O3,并参与到PF与EP的固化反应中.硬度分析及磨损试验表明,硅烷改性Nano-Al2O3和PF的加入都提高了复合材料的硬度和耐磨性.与纯EP相比,酚醛质量分数为30％,掺杂3％Nano-Al2O3的复合材料的泰伯磨损指数最低,硬度提高了86％,磨损量降低了38.7％.SEM显示Nano-Al2O3与PF/EP聚合物基体结合良好,断裂面产生的银条纹和分散均匀的Nano-Al2O3提高了复合材料的韧性和致密性.掺杂Nano-Al2O3后的复合材料,其磨损面更平整,磨损机理主要为黏着磨损.复合材料基体中的Nano-Al2O3和PF通过提高刚度和承载能力改善了磨损性能.另一方面,Nano-Al2O3形成的润滑膜和聚合物自润滑特性提高了复合材料的耐磨性能.结论 优异的摩擦学性能归因于较强的显微硬度和润滑膜的协同作用.

关键词：纳米氧化铝改性、酚醛树脂、环氧改性、耐磨性、网络体型结构、减摩耐磨机制

所属期刊栏目：52

分类号：TH117

资助基金：智汇郑州聚才计划;河南省科技攻关项目;河南省科技攻关项目

在线出版日期：2023-05-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：79-89