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

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-Al_(2)O_(3))掺杂其中,制备不同配比的Nano-Al_(2)O_(3)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-Al_(2)O_(3)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-Al_(2)O_(3),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-Al_(2)O_(3)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-Al_(2)O_(3)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-Al_(2)O_(3)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-Al_(2)O_(3)提高了复合材料的韧性和致密性。掺杂Nano-Al_(2)O_(3)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-Al_(2)O_(3)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-Al_(2)O_(3)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。

纳米Al_(2)O_(3)包覆空心玻璃微珠改性聚氨酯复合涂层的制备及其性能

采用杂化改性的方法将纳米Al_(2)O_(3)包覆到空心玻璃微珠(HGM)表面,制备了具有核-壳结构的复合粉体,采用物理共混-喷涂工艺制备了包覆改性、硅烷改性和未改性的HGM聚氨酯基复合涂层,并研究了不同方法改性后的HGM及含量对复合涂层疏水性和拉伸性能的影响。结果表明:经表面改性后,HGM团聚现象减轻,其与基体间的界面结合力提高;包覆改性明显提高了HGM的表面粗糙度,水接触角由60.37°增大到118.35°;随填料含量的增加,复合涂层的水接触角逐渐增大,抗拉强度先增大后减小;当包覆改性的HGM含量为10%时,相较于未改性的HGM,复合涂层的水接触角由74.5°提高到90.3°,抗拉强度由2.07 MPa增加到2.5 MPa。

纳米Al_(2)O_(3)掺杂酚醛/环氧复合涂层的耐腐蚀性能

以酚醛树脂(PF)改性环氧树脂(EP)为基体,将硅烷改性的纳米Al_(2)O_(3)掺杂其中,制备了纳米Al_(2)O_(3)-PF/EP复合涂层。利用红外光谱仪(FTIR)、接触角测量仪和电化学阻抗谱(EIS)等测试方法对复合涂层进行了表征。结果表明:硅烷改性的纳米Al_(2)O_(3)和PF与EP之间发生了化学反应,酚醛固化涂层的抗渗透性和交联密度提高;纳米Al_(2)O_(3)-PF/EP复合涂层的耐腐蚀性能优于EP涂层和PF/EP涂层,且掺杂3%(质量分数)纳米Al_(2)O_(3)的PF/EP复合涂层,其耐腐蚀性能最优;硅烷改性的纳米Al_(2)O_(3)与PF/EP之间的分散性和稳定性提高,涂层变得更致密,阻碍了腐蚀性介质的扩散,从而提高复合涂层的耐腐蚀性能。