修复-润滑双功能微胶囊/环氧树脂复合材料的摩擦学性能研究

以润滑剂(亚麻籽油、聚α烯烃或1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐)和修复剂(邻苯二甲酸二丁酯)为芯材,脲醛树脂为壳材,采用原位聚合法合成了双芯材微胶囊,将微胶囊填充在环氧树脂中得到固体自润滑复合材料;使用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、热重分析仪(TGA)对微胶囊进行了表征;使用摩擦磨损试验机、三维白光干涉仪、光学显微镜、扫描电子显微镜测试了微胶囊/环氧树脂复合材料的摩擦和修复性能。结果表明,微胶囊在整体上呈球形,结构完整,两种芯材均成功包覆;当加入质量分数为10%的微胶囊(芯材为亚麻籽油和邻苯二甲酸二丁酯)时,与环氧树脂相比,在摩擦试验测试1200 s后自润滑复合材料的摩擦系数降低了约90%,在磨损试验测试2 h后其磨损体积减小约3个数量级(由10^(10)μm^(3)减小到10^(7)μm^(3));被划伤的复合材料经50℃加热1 h后,与加热前相比划痕变窄、变浅。以上结果表明,制备的双功能微胶囊/环氧树脂复合材料的耐摩擦磨损性能相对环氧树脂有所提高,同时具有良好的自修复特性,极大地提高了复合材料的综合使用性能。