环氧树脂涂料摩擦磨损性能研究
纤维增强环氧树脂复合材料摩擦系数研究

第3 1 卷第 3 期 2 0 1 7年 9月
传
动
Hale Waihona Puke 技 术 Vo1 .31 No.3
DRI VE SYS TEM TE CHNI QUE
S e p t e mb e r 2 0 1 7
文 章编 号 : 1 0 0 6 — 8 2 4 4 ( 2 0 1 7 ) 0 3 — 0 2 7 — 0 5
i n c o mp o s i t e ma t e r i a l d e c r e a s e s f i r s t a n d t h e n i n c r e a s e s wh e n t h e l o a d i s i n c r e a s i n g,a n d t h e f r i c t i o n c o e f f i — c i e n t o f g l a s s f i b e r— e p o x y r e s i n c o mp o s i t e i s r e l a t i v e l y s t a b l e . Th e f r i c t i o n c o e f f i c i e n t o f t wo k i n d s o f c o n— r p o s i t e s d e c r e a s e d i n v a r y i n g d e g r e e wi t h t h e i n c r e a s e o f r o t a t i o n a l s p e e d .
环氧树脂主要性能指标的检测方法

环氧树脂主要性能指标的检测方法环氧树脂是一种常用的聚合物材料,具有优良的性能。
为了确保环氧树脂产品的质量,需要进行性能指标的检测。
下面将介绍环氧树脂的主要性能指标以及相应的检测方法。
1.物理性能指标1.1密度检测环氧树脂的密度是其质量与体积比值。
可使用比重瓶法或密度计进行测定。
1.2硬度检测硬度是环氧树脂固化后的表面硬度,常用方法有巴氏硬度法和杜氏硬度法。
1.3耐磨损性检测可使用砂轮磨耗试验机进行环氧树脂的耐磨性检测。
1.4耐冲击性检测可使用冲击试验机进行环氧树脂的耐冲击性检测。
1.5耐热性检测可使用热重分析仪进行环氧树脂的热稳定性检测。
2.力学性能指标2.1抗张强度检测抗张强度是材料抵抗拉伸破裂的能力,可使用拉力试验机进行测定。
2.2弯曲强度检测弯曲强度是材料抵抗弯曲破裂的能力,可使用弯曲试验机进行测定。
2.3压缩强度检测压缩强度是材料抵抗压缩破裂的能力,可使用压力试验机进行测定。
2.4剪切强度检测剪切强度是材料抵抗剪切破裂的能力,可使用剪切试验机进行测定。
2.5冲击强度检测冲击强度是材料抵抗冲击破裂的能力,可使用冲击试验机进行测定。
3.热性能指标3.1玻璃化转变温度检测玻璃化转变温度是环氧树脂在固化过程中从玻璃态转变为高分子态的温度,可使用差示扫描量热法(DSC)进行测定。
3.2热膨胀系数检测热膨胀系数是材料在温度变化过程中的膨胀程度,可使用热膨胀仪进行测定。
3.3热导率检测热导率是材料传导热量的能力,可使用热导率测定仪进行测定。
4.电气性能指标4.1介电常数检测介电常数是材料对电场的响应能力,可使用介电常数测试仪进行测定。
4.2介电强度检测介电强度是材料抵抗漏电和绝缘破裂的能力,可使用介电强度测试仪进行测定。
4.3体积电阻率检测体积电阻率是材料导电的难易程度,可使用体积电阻率测试仪进行测定。
5.化学性能指标5.1耐酸碱性检测可使用酸碱溶液对环氧树脂进行浸泡测试,观察其变化情况。
5.2耐溶剂性检测可使用溶剂对环氧树脂进行浸泡测试,观察其溶胀情况。
环氧树脂老化研究

环氧树脂老化研究环氧树脂是一种广泛应用于涂料、胶粘剂、复合材料等领域的重要化工原料,具有耐腐蚀、耐磨损、绝缘性好等特点。
环氧树脂在使用过程中会遭受各种外界环境因素的影响,导致其老化,降低了性能和使用寿命。
对环氧树脂老化进行研究具有重要意义。
本文将综述环氧树脂老化的研究进展,重点介绍老化机理、检测方法及抗老化改性技术等方面的研究现状。
一、环氧树脂的老化机理环氧树脂老化是指在外界环境作用下,环氧树脂发生结构、性能或外观上的变化。
其主要机理包括光照老化、热老化、氧化老化、湿热老化等。
在光照老化中,紫外光和可见光作用下,环氧树脂中的化学键断裂,导致材料表面发生黄变、裂纹和粗糙等现象;热老化是指在高温下,环氧树脂中的分子链发生断裂、交联减少,使材料变脆、力学性能下降;氧化老化是由于环氧树脂与氧气发生反应,产生氧化物,导致材料劣化;湿热老化是指在高温高湿的环境下,环氧树脂吸水后发生分子链断裂或交联断裂,使材料性能恶化。
了解这些老化机理对于延长环氧树脂的使用寿命具有重要意义。
二、环氧树脂老化检测方法针对环氧树脂老化问题,有许多检测方法可以用来评价环氧树脂的老化程度。
包括物理性能测试、化学性能测试、表面形貌观察等。
物理性能测试包括拉伸强度、弯曲强度、冲击性能等测试,可以客观评价环氧树脂老化后的力学性能变化;化学性能测试则主要集中在老化后环氧树脂的化学结构和成分的变化,包括红外光谱分析、热分析等;表面形貌观察通过扫描电镜观察老化后环氧树脂的表面形貌变化,了解老化过程中的微观结构变化。
这些检测方法为环氧树脂老化状况的评估提供了科学的手段。
三、环氧树脂抗老化改性技术针对环氧树脂的老化问题,研究者们也在不断探索和开发抗老化改性技术。
其中包括添加抗氧化剂、紫外吸收剂、光稳定剂等,以减缓光照老化的过程;通过改变环氧树脂的分子结构或者引入包覆材料来增强其抗热老化能力;通过合成耐候性好的环氧树脂树脂来提高其抗氧化、老化的能力等。
摩擦化学反应对环氧复合材料摩擦性能的影响

2 1 混 杂填充复合 材料的摩擦磨损性能 . 纳米二氧化硅 ( i, S )或聚马来酸酐 ~ 乙烯接 O 苯
枝 改 性 的 纳 米 S , ( i, -MA)/ 碳 纤 维 i O S 一S O g 短
系中S , i 含量 的增大 ( S F含量的较小 ) O 或 C ,比磨 损 率和摩擦 因数 都显 著下降 。当 SO 和 S F的质 量 比 i C 为 4 6时 ,所得 材 料 的摩擦 因数 最 低 ,比磨 损 率 最 : 小 。这样低 的摩擦 因数和磨损率是单独填加任何一种 填料都很难 达到 的 ,即 当纳米 SO 和 S F同时填 充 i: C E P时 ,对复合材料 的减摩耐磨性能体现 了协 同效用 。 随 SO 粒子含量 的继 续增大 ( S F含 量 的减 少 ) i, 或 C , 摩擦 因数 和 比磨损 率 都 增 加。相 对 纳米 S : 子 , i 粒 O 纳 米 S , -M 能 更 有 效 地 减 摩 耐 磨 ,当 SO -— i .S A O g i2 g S / F的质量 比为 4 6时 ,摩擦 因数降到 0 1 ,比 MA C : .9 磨损率 降至 16 .5×1 m l/ ( m) 0 i l N・ 。
对偶面摩擦 前后 的表 面进行 能 谱分 析 ;采 用 T e o hr m V cet c E C L b5 G Si i S A a2 0型 x 射 线 光 电子 能 谱 仪 nf i ( P ) 对试样磨 损前后 的表 面进行 分析 ,激 光源 为 XS
单色 A a 1 ,光 斑 直 径为 5 0 t K 0 x m,扫描 步 长 为 10 . e V;材 料在 5 O和 10 o 的导 热 系数 ( 0 C下 A) 通 过
21 0 1年 8月
涂料的耐磨性测试与应用研究

涂料的耐磨性测试与应用研究在现代工业和日常生活中,涂料扮演着至关重要的角色。
它们不仅为物体提供美观的外观,还能起到保护作用,延长物体的使用寿命。
而涂料的耐磨性则是衡量其质量和性能的一个关键指标。
本文将深入探讨涂料耐磨性的测试方法以及其在不同领域的应用。
一、涂料耐磨性的重要性涂料的耐磨性直接关系到涂层在使用过程中的耐久性和稳定性。
例如,在汽车制造业中,车身涂料需要经受日常的风沙摩擦、洗车时的刷子刷洗以及道路上小石子的撞击,如果耐磨性不佳,很容易出现划痕、掉色甚至剥落,影响汽车的外观和防护性能。
同样,在家具表面的涂料,如果耐磨性差,会在日常使用中很快出现磨损痕迹,降低家具的美观度和使用寿命。
对于工业设备来说,如机械零件、管道等,其表面的涂料需要能够抵抗各种磨损和摩擦,以防止腐蚀和损坏,确保设备的正常运行和安全性。
因此,了解和测试涂料的耐磨性对于选择合适的涂料产品以及评估其在实际应用中的表现具有重要意义。
二、涂料耐磨性的测试方法1、落砂法落砂法是一种常见的涂料耐磨性测试方法。
其原理是通过一定高度落下的砂粒对涂层表面进行冲击磨损,以涂层被磨损穿透所需的砂量来衡量其耐磨性。
在测试过程中,将涂有涂料的样板固定在特定的角度上,然后让砂粒从一定高度自由落下,经过一段时间的冲击后,观察涂层的磨损情况。
2、旋转摩擦法旋转摩擦法是通过让涂有涂料的样板与旋转的摩擦轮接触,模拟实际使用中的摩擦情况。
通过测量涂层在一定摩擦次数或时间后的磨损量来评估其耐磨性。
这种方法可以控制摩擦的压力、速度和时间等参数,能够更准确地反映涂料在不同条件下的耐磨性能。
3、往复摩擦法往复摩擦法是使涂有涂料的样板在水平方向上进行往复运动,与摩擦介质相互摩擦。
通过测量涂层在一定往复次数后的磨损量或外观变化来评估其耐磨性。
该方法适用于模拟一些具有往复运动部件的表面涂料的磨损情况。
4、刮擦法刮擦法是使用特定的刮擦工具在涂层表面施加一定的压力和速度进行刮擦,观察涂层的抗刮擦能力和磨损程度。
矿井筒表面用石墨-环氧树脂复合涂层的性能研究

法 。涂层不改变设 备 的结构 和强度 , 基体 金属 与外 界腐 把 蚀环境 隔绝 , 使其 免遭腐 蚀 。环 氧树脂 涂料 具 有优 良的物理
机械性 能 , 最突 出的特点是它对金属 的附着力强 、 固化收缩率
低 ; 外 , 的耐 化 学 药 品 性 和 耐 油 性 也 很 好 , 别 是 耐 碱 性 另 它 特
般在 1 0—1 , 5a 短的仅为 7~ , 8a 更换 一次井筒 装备 一般需 要
物制备 复合涂料 成为一种新的研究方 向, hn l smi D aa kh a M将环
氧树脂 与氯化橡 胶 、 硅酮 树脂 共混 生成 聚合物 一聚 合物 类型 复合涂料 , 利用橡胶 对水 蒸气 等腐蚀 介质 的阻 隔性 和硅 酮 的
i g .T e r s l h we h t w i d i g g a h t r m % t % .t e f ci n c e ce ta d a r so n s h e u t s o d t a h l a d n r p i fo 2 s e e o8 h i t o f i n n b a i n r o i
蚀实验 , 通过 电化学工作 站考查涂 层的 电化学特性 。结 果显示 : 加入 2 %石 墨和 8 %石 墨 , 随着石 墨 的增加 , 石墨环 氧
树脂 复合涂 层摩擦系数和磨损量均减小 ; 5 a I 在 %N C 溶液 中浸 泡 1 , 0d后 涂层摩擦 系数也有 所减小 ; 石墨 的加入使 环 氧树脂涂层在 腐蚀 介质 中腐蚀 电位变正 、 腐蚀 电流减小 , 涂层耐腐蚀性能得 到提高 ; 同时 , 涂层相位角 Q值 随着石 墨的 增加而减 小 , 涂层 的防水性有 所提高 。
干一 涂 刷 一 晾 干 。
环氧树脂纳米涂料在家具木制面板保护中的应用研究

环氧树脂纳米涂料在家具木制面板保护中的应用研究近年来,环氧树脂纳米涂料作为一种新型的涂料材料,在各个领域得到了广泛的应用。
特别是在家具木制面板的保护上,环氧树脂纳米涂料具有优异的性能和潜在的应用前景。
本文将深入研究环氧树脂纳米涂料在家具木制面板保护中的应用,并对其性能和应用前景进行探讨。
首先,环氧树脂纳米涂料具有出色的耐磨性和抗刮擦性能。
由于家具木制面板经常接触到各种物体和摩擦,表面很容易产生划痕和磨损。
而环氧树脂纳米涂料中的纳米颗粒可以填充和修复微小的划痕,并形成一个坚硬的保护膜,有效地保护木制面板免受划痕和磨损的影响。
此外,纳米颗粒还可以增加涂层的硬度和耐磨性,使其具有更长的使用寿命。
其次,环氧树脂纳米涂料还具有良好的防水和防污性能。
木制面板容易受到潮湿环境和水分的侵蚀,导致表面腐烂和变形。
然而,环氧树脂纳米涂料可以形成一个致密的涂层,阻止水分的渗透,并有效地减少木材的吸湿膨胀。
同时,纳米颗粒还可以使涂层表面更加光滑,减少污渍的沉积和吸附,使家具木制面板保持清洁和美观。
此外,环氧树脂纳米涂料还具有良好的耐候性和抗紫外线性能。
木制家具经常暴露在室外环境中,则会受到紫外线的照射和氧化的腐蚀。
而环氧树脂纳米涂料中的纳米颗粒可以吸收紫外线并分散光能量,从而防止其对涂层的破坏。
此外,纳米颗粒还可以阻碍氧气和湿气的渗透,减少涂层的氧化反应,延长涂层的使用寿命。
与传统的涂料相比,环氧树脂纳米涂料还具有较低的挥发性有机物(VOC)排放。
传统的涂料中含有大量的有机溶剂,这些有机溶剂会释放出有害的VOC,对人体健康和环境造成潜在风险。
而环氧树脂纳米涂料采用无溶剂或低溶剂配方,减少对环境的污染和人体的危害。
因此,环氧树脂纳米涂料在家具木制面板保护中的应用也符合环保的导向。
总而言之,环氧树脂纳米涂料在家具木制面板保护中具有广阔的应用前景。
其耐磨性、防水性、耐候性和环保性能使其成为一种理想的保护涂料。
然而,还有一些挑战需要克服,例如涂料的施工工艺和成本控制等方面。
伍方-环氧树脂涂料摩擦磨损性能研究

15
CNTs掺杂GF/EP复合材料的摩擦磨损性能的研究
酸化后的CNTs更容易实 现均匀分散
CNTs可以更有效地改善 GF和EP结合间的界面,提 高复合材料的整合度
CNTs和a一CNTs对GF/EP复合材料的摩擦系数的影响
Science Technology and Engineering 2013,13(5):1397~1400
石墨烯微片含量多EP磨损率的影响 北京化工大学2013
载荷传递,增加抗 摩擦剪切力,且更 不易因裂纹而使材 料失效,导致脱落
23
纯EP(a)与0.5wt%GNPs/EP(b)磨痕表面形貌图
北京化工大学2013
24
对纯环氧树脂而言,环氧值越小, 摩擦系数越大;
25
总结与展望
适量微纳米粒子的加入可有效改善环氧树脂的摩擦磨损性能,但含量太 高,粒子容易团聚,难以分散,反而会降低环氧树脂的摩擦磨损能;
微纳米粒子的加入可改变磨损类型,将粘着磨损转变为磨粒磨损,来增 强环氧树脂的摩擦磨损性能;
在今后的研究中,通过添加不同无机粒子或者不同粒径的无机粒子来研 究环氧树脂的摩擦磨损性能;
多种类型环氧树脂共混来增强环氧树脂
寻求更能提高环氧树脂摩擦磨损性能的微纳米填料
26
环氧树脂涂料摩擦磨损性能研究
报告人:伍方 日期:2013.10.25
环氧树脂简介 无机粒子在环氧树脂中的分散 环氧\无机粒子摩擦磨损性能
总结与展望
2
环氧树脂分类
缩水甘油醚类: 缩水甘油酯类: 缩水甘油胺类:
脂环族环氧树脂:
脂肪族环氧树脂:
3
双酚A型环氧能基团-性质 可设计性
在载荷为120N!滑动速度为0.5耐S及滑动lh的作用下的磨损表面的扫描电镜图: (a)GF/Ep复合材料;(b)CNTs/GF/Ep复合材料;(e)a一CNTsCF/EP复合材料
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18
减摩耐磨环氧树脂纳米复合材料的研究
Si3N4含量太高,影响其分散性,使粒子易团聚,降低了粒子与基体间的 界面作用力,增强效果下降,可能成为疲劳磨损的诱发点。
19
Si3N4与与短碳纤维之间的协调作用,可获得最佳的摩擦磨损性能,但同时 也可能产生相互抑制作用, Si3N4可能会抑制短碳纤维传导基体的能力, 短碳纤维可能会抑制Si3N4的分散。
26
优异的粘结性 耐磨蚀性好 良好的分散性能, 能同各种填料、树脂、助剂互溶 固化收缩率低 设备简单,施工方便
缺点:
固化后交联密度高,呈三维网络结构,脆性大 内部存在较大的内应力 摩擦磨损性能较差
通常与无机填料复合来获得良好的减摩耐磨效果。
5
涂料(减阻、耐磨、防污、防腐)
电子/机电材料(电力工业、LED封装) 应 用 粘接剂(交通运输、宇航、建筑)
20
粘着磨损→磨粒磨损,脱落的短碳纤维和Si3N4在摩擦面上 形成自润滑层
21
石墨烯微片增强环氧树脂复合材料性能研究
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质量分数大,发生 团聚界面缺陷增多
石墨烯微片含量对EP摩擦系数的影响
载荷传递,增加抗 摩擦剪切力,且更 不易因裂纹而使材 料失效,导致脱落
石墨烯微片含量多EP磨损率的影响
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复合材料(风机叶片)
6
环 氧 树 脂 涂 层 基 本 组 成
*基料 *固化剂(胺类、酸酐类、咪唑类等) 溶剂
填料(SiC、Al2O3、CNTs、石墨烯) 助剂
7
915.31
原料
固化物
环氧树脂固化前后红外光谱图
8
微纳米粒子增强EP摩擦磨损性能机理
1、填充至基体缺陷内,使基体应 力集中发生改变,应力被分散。
体积分数
பைடு நூலகம்
先升后降,超过临界值, 团聚、分散差、降低交联 密度
粒径
粒径小,比表面积大, 易发生团聚
分散情况
若纳米粒子发生团聚,将使 树脂产生裂纹
10
纳米粒子的团聚机理
范德华力
氢键
化学反应
合成材料老化与应用 2010,39 (2):37~38
11
分散方法(机械法和表面改性法) 1、机械作用法(机械搅拌、超声波分散)
2、使基体裂纹扩散受阻和钝化,
最终终止裂纹发展为破坏性裂 纹。 3、粒径越小,表面积越大,接触 面积越大,受外力作用时产生更多微裂纹,吸收更多能量。 4、当EP受到摩擦时,微纳米粒子的剥落可以在EP表面形成自润滑 层,降低摩擦系数。 5、微纳米粒子在摩擦过程中能很好的传递和分散热量。
9
增 强 增 韧 效 果 的 影 响 因 素
形成共价键
15
CNTs掺杂GF/EP复合材料的摩擦磨损性能的研究
酸化后的CNTs更容易实 现均匀分散
CNTs可以更有效地改善 GF和EP结合间的界面,提 高复合材料的整合度
CNTs和a一CNTs对GF/EP复合材料的摩擦系数的影响
16
CNTs和a一CNTs对GF/EP复合材料的磨损率的影响
CNTs具有的较强的增强、自润滑效应与良好的导热率
环氧树脂涂料摩擦磨损性能研究
环氧树脂简介
无机粒子在环氧树脂中的分散 环氧\无机粒子摩擦磨损性能 总结与展望
2
环氧树脂分类
缩水甘油醚类:
缩水甘油酯类: 缩水甘油胺类:
脂环族环氧树脂: 脂肪族环氧树脂:
3
双酚A型环氧树脂,其通式为:
用量最大 化学链段/功能基团-性质 可设计性
4
优点:
最常用的方法,单独使用 只能短时间的分散,一般 与其他分散方法相配合
12
2、表面修饰法 分散剂
吸附于颗粒表面,降低 表面能
未加分散剂×20000
加分散剂×20000
13
硅烷偶联剂
R
能与环氧树脂反应的基团
R HO
水解
MeO
Si OMe
OMe
+3H2O
Si OH + 3MeOH
OH
缩合
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形成氢键
纯EP(a)与0.5wt%GNPs/EP(b)磨痕表面形貌图
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对纯环氧树脂而言,环氧值越小, 摩擦系数越大;
25
总结与展望
适量微纳米粒子的加入可有效改善环氧树脂的摩擦磨损性能,但含量太 高,粒子容易团聚,难以分散,反而会降低环氧树脂的摩擦磨损能; 微纳米粒子的加入可改变磨损类型,将粘着磨损转变为磨粒磨损,来增 强环氧树脂的摩擦磨损性能; 在今后的研究中,通过添加不同无机粒子或者不同粒径的无机粒子来研 究环氧树脂的摩擦磨损性能; 多种类型环氧树脂共混来增强环氧树脂 寻求更能提高环氧树脂摩擦磨损性能的微纳米填料
CNTs能够有效地降低复合材料的磨损率;
更好的润滑和提高抗磨损率的作用
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在载荷为120N!滑动速度为0.5耐S及滑动lh的作用下的磨损表面的扫描电镜图: (a)GF/Ep复合材料;(b)CNTs/GF/Ep复合材料;(e)a一CNTsCF/EP复合材料
纤维的断裂及纤维与 基体间的分离
独特的自润滑特性