烷基胺边缘功能化氧化石墨烯Pickering乳液的摩擦学行为

摘要：

为探究氧化石墨烯(GO)在金属加工液领域的应用潜能,采用改进Hummers法合成了GO,对其进行正辛胺的边缘功能化修饰,并构建了基于功能化GO的Pickering乳液.研究了功能化GO在液-液界面的油水界面行为,以及GO基Pickering乳液在固-液界面的摩擦学行为.利用全自动界面张力仪研究了功能化GO在不同油水界面的界面张力;利用UMT-tribolab和白光干涉仪研究了GO基Pickering乳液在CoCrMo合金和304不锈钢表面的界面润滑性能;利用Micro-Raman和XPS分析金属摩擦副表面的润滑膜组成,以阐明GO基Pickering乳液的润滑作用机理.研究结果表明:GO基Pickering乳液比空白乳液的减摩性能好,且胺功能化GO在CoCrMo合金上比在304不锈钢上展现出更优的润滑性能.对比空白乳液,在对摩擦副为CoCrMo合金时,GO乳液可降低35.9％的平均摩擦因数和46.7％的钢球磨损率,而Oct-N-GO乳液则可降低48.7％的平均摩擦因数和73.0％的钢球磨损率.机理分析表明,功能化GO良好的界面润湿性能使其所构建的Pickering乳液可以在金属表面形成良好的界面润滑膜;其结构中的烷基胺在摩擦过程中更易发生剪切,降低界面剪切力而起减摩作用;同时,其所形成的润滑膜组分中含有较高的C—O—C/C—OH和C=O,更好地吸附或填补到金属表面而起抗磨作用.

关键词：氧化石墨烯、边缘功能化、界面张力、Pickering乳液、摩擦学行为

所属期刊栏目：32

分类号：TH117

资助基金：国家自然科学基金21703279

在线出版日期：2020-06-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：151-159