聚醚醚酮复合材料耐磨性能的研究进展

聚醚醚酮(PEEK)作为80年代开发的一种全芳香族半结晶性的特殊工程塑料,具有耐化学腐蚀、耐高温、自润滑性、阻燃性、耐剥离性、耐疲劳性、机械性能好等特点,在航天航空、汽车、船舶、电子、医疗等领域得到了广泛的应用,但其耐磨性能仍然不能满足某些特殊用途,如抗疲劳和抗冲击零部件的要求。因此,对PEEK进行改性处理,从而可以得到力学性能或耐磨性能更加优异的PEEK塑料合金或PEEK复合材料。本文综述了聚醚醚酮复合材料耐磨性能的改善方法及其磨损机理。

基于正交设计的PEEK基复合材料摩擦学性能

以高性能特种工程塑料聚醚醚酮(PEEK)为基体,采用正交试验法研究了短切碳纤维(SCF)、纳米SiO2、聚四氟乙烯(PTFE)三种填料对PEEK基复合材料摩擦学性能的影响,并对磨损形貌和摩擦转移膜进行观察和分析。通过正交分析优化数据,得到当PEEK/SCF/纳米SiO2/PTFE的质量比为65/15/5/15时,所制备的复合材料的摩擦系数和比磨损率最低,此时多元组分的PEEK复合材料的摩擦系数为0.17,相比于纯PEEK降低了55.3%;比磨损率降低至0.32×10–6 mm3/(N·m),相比于纯PEEK降低了93.3%;拉伸强度为95.8 MPa,高于纯PEEK 13.4%。此成分配比下的PEEK复合材料耐磨性能达到最佳,其主要磨损机制为磨粒磨损。

聚醚醚酮材料改性、加工与应用

在汽车、航空等多个领域聚醚醚酮材料具有广泛的应用市场,如何确保聚醚醚酮材料在实际应用中的可靠性与稳定性,就需要对聚醚醚酮材料改性、加工及应用进行分析,了解聚醚醚酮材料的力学等性质,为其有效应用提供支持。文章首先介绍聚醚醚酮材料改性,其次探讨聚醚醚酮材料的加工,最后分析聚醚醚酮材料的应用。

夹钳衬套用PA6材料的改性研究

以尼龙6为基体,通过纤维改性、微粒共混及油浴处理,探索了不同改性处理工艺对材料的吸水性能、摩擦性能及力学性能影响规律,并设计开发了尼龙6/聚四氟乙烯/二氧化硅(PA6/PTFE/SiO_(2))协同改性配方。结果表明,纤维改性与微粒共混均可以降低材料吸水率至2%以下;引入硅油分子可以降低PA6中分子链段与水分子的相互作用,PA6/PTFE/SiO_(2)复合材料的24 h吸水率比常规PA6降低了37%。微粒共混后的PA6/PTFE/SiO_(2)复合材料具有优异的摩擦性能,摩擦系数仅为0.32,磨耗量为4.25 mg;硅油热处理后其摩擦系数可以降低为0.24,磨耗量降低为3.09 mg。通过摩擦磨损表面形貌观察发现,PA6/PTFE/SiO_(2)复合材料的磨损机理主要以黏着和磨粒磨损为主。相比于纤维改性,采用微粒共混及油浴处理可以在保证材料具有70 MPa拉伸强度的基础上,提升材料的断裂伸长率。PA6/PTFE/SiO_(2)复合材料具有良好的耐磨性、吸水性和综合力学性能,可以满足轨道交通领域对尼龙衬套产品的要求。