新型NanoG-BMI減摩復合材料的制備、結構及性能研究.pdf

1、新型樹脂基減摩復合材料因其具有許多優(yōu)良特性，在機械工程中作為各種減摩、耐磨零件的金屬材料的替代或換代產(chǎn)品，獲得越來越多的應用。目前，傳統(tǒng)的減摩復合材料主要是以石墨微粉或與二硫化鉬協(xié)同為潤滑劑，以耐高溫的樹脂為基體制備的減摩復合材料，研究表明只有石墨微粉加入量在20％以上，才能制得較為滿意的減摩性能的減摩復合材料，但這卻導致減摩復合材料的力學性能下降。本文首次提出利用高、低溫膨脹不同粒度的可膨脹石墨制備的納米石墨薄片（NanoG）為潤滑劑

2、，以耐高溫的雙馬來酰亞胺樹脂（BMI）為基體，制備新型耐熱納米減摩復合材料。試驗表明，以納米石墨薄片為潤滑劑，在納米石墨薄片添加量為3%-5%時制備的納米減摩復合材料，其減摩性能與20%石墨微粉最佳添加量制備的減摩復合材料的減摩性能相當，而其力學性能則大大優(yōu)于以20%石墨微粉制備的減摩復合材料的力學性能，并且大部分力學性能指標還超出了純BMI樹脂材料的性能指標。
　　本文提出“攪拌+超聲波”強化粉碎制備納米石墨薄片的新方法，并利用

3、十六烷基三甲基溴化銨和硬脂酸對納米石墨薄片進行修飾，從而提高納米石墨薄片在減摩復合材料中的分散性和減少納米石墨薄片（NanoG）的團聚。試驗表明，盡管修飾劑的修飾效果不是十分理想，但經(jīng)修飾的納米石墨薄片制備的納米減摩復合材料的減摩性能優(yōu)于不經(jīng)修飾制備的減摩復合材料的減摩性能。
　　利用現(xiàn)代分析測試手段，對納米石墨薄片和在納米減摩復合材料中納米石墨薄片的層間結構以及減摩復合材料的磨損與減摩機理及固化反應動力學等進行分析與表征，并對該

4、納米減摩復合材料的耐熱性能和力學性能進行了研究。結果表明納米石墨薄片制備時，可膨脹石墨的粒度愈大，制備的減摩復合材料的減摩性能愈好；高溫膨脹制備的納米石墨薄片的潤滑性能不如低溫膨脹的潤滑性能；納米石墨薄片由多層碳-碳六方平面“亞結構單元”構成網(wǎng)狀和多孔結構；納米減摩復合材料固化動力學模型為Ea=83.3KJ/mol、A=2.9×107、n=0.93、速率方程（公式略）；納米減摩復合材料的磨損和減摩機理除了有少量“化學磨損”和“氣潤滑”外