改性超高分子量聚乙烯的摩擦磨损性能研究
改性UHMWPE塑料的磨粒磨损性能研究

化学 试 剂 厂 )
二
氧 化硅 ( 分 析纯
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安 全 卫 生 及 自润 滑 性 等性 能
,
损 性 能 变化 规 律
获得较 优异 的 填 充改
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关键 词
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超 高分 量 聚 乙 烯
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超高分子量聚乙烯摩擦磨损特性

一 一
×P
式 中:——摩擦系数 ;
— —
摩擦功 ;
R——对磨钢轮的半径 ; P—— 载荷 。
1 2 试样 , 能厦 制 作 . 陆
说明 U M E对 硬质颗 粒 耐磨性 不佳 , H WP 且粒 度越 大, 磨损越 厉害 。这 主要 是 由于 U M E硬度 不 H WP 高 , 硬质 S 在 i C磨粒 的连续些裂纹 沿着表 面层和次表
3 , H WP ) U M E的磨损量 比 10 N时相对要 大 , 损 0 磨 量 随时 间变化的曲线与 10N时的曲线形状基本相 0 似. 只是稳定磨损阶段不如 10N时稳定 , 0 其磨损量 随时 间的延长相对要大 。从 图 2 图 3可知 , 、 磨痕宽 度开 始时 随时间延长增加很快 , 而后较缓慢 , 这可能
1 5 钢靶 ; - 表面喷涂 1 6 l S C钢轮 ; —4 2 0 L i 皿
3 一表 面喷 涂 30 m S 0 i C钢靶 图1 U M P H W E对不 同对磨件 的磨损 情况
用显 微镜 测量 , 其最 小刻 度 为0 0 l ; .1 ni 对磨 件 为 l 1 16 Ⅱ3 0 0 、 金 刚砂 (i ) 0 SC 喷涂 的钢轮和 4 5 钢
4 3
mn i 的条件下 , 0— 0mi 间磨损处 于跑合期 , 从 1 n期 U M E的磨损量 随时问延长 而不断 增大 ; 2 H WP 1 0— 0
40
30
,
一
a 时磨损处于稳定期 , 间随时 间的延 长 , rn i 其 其磨 损 量增加不大 ; n后磨损 量随时问 延长而有较 大 2 ml 0 增加 。而在载荷为 10 N 转速相 同的情况下 ( 3 、 见图
超高分子量聚乙烯与45钢的摩擦磨损特性研究

超高分子量聚乙烯与45钢的摩擦磨损特性研究赵新泽;刘凡华;汪杰【摘要】在MMW-1万能摩擦磨损试验机上完成了超高分子量聚乙烯(UHMWPE)与45钢的摩擦磨损试验,研究了载荷和转速对其摩擦磨损特性的影响.结果表明:UHMWPE与45钢对磨时,20 N、320 r/min试验条件下摩擦系数最小,为0.04;50 N、320 r/min试验条件下摩擦系数最大,为0.81;相对轻载低速条件下主要存在磨粒磨损,相对重载高速条件下主要存在粘着磨损.%The friction and wear test between the ultrahign molecular weight polyethylene(UHMWPE) and 45 steel is finished on the MMW-1 universal friction and wear tester. The effects of speed and load on the friction and wear properties of UHMWPE is studied. The results show that when the friction and wear happened between UHMWPE and 45 steel, the minimum friction coefficient is 0. 04 under the conditions of speed of 320r/min and the load of 20 N; and the maximum friction coefficient is 0. 81 under the conditions of load of 50 N and speed of 320 r/min; and that it mainly happened abrasive wear under the relatively low speed and light load conditions; and it mainly happened adhesive wear under the relatively heavy load and high speed conditions.【期刊名称】《三峡大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2011(033)002【总页数】3页(P85-87)【关键词】UHMWPE;45钢;摩擦磨损特性;试验参数【作者】赵新泽;刘凡华;汪杰【作者单位】三峡大学机械与材料学院,湖北宜昌443002;三峡大学机械与材料学院,湖北宜昌443002;三峡大学机械与材料学院,湖北宜昌443002【正文语种】中文【中图分类】TH117.1超高分子量聚乙烯(UHMWPE)由于具有优异的耐磨性(钢铁的8~9倍)、耐冲击性(聚碳酸脂PC的2倍;丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS的5倍;聚甲醛POM的15倍)、耐化学性和优良的消音性以及低摩擦系数等,在生物医学、微电子、化工机械等高新科技领域以及粮食加工,纺织机械等行业中已经得到越来越广泛的应用[1-3].近年来,国内外许多学者用销盘摩擦副对其摩擦磨损性能进行了试验研究,但销盘摩擦副在重载高速条件下存在失稳卡死等现象,本文对此问题进行了改进设计,探讨了干摩擦条件下不同转速和载荷对UHMWPE摩擦磨损性能的影响.1 试验部分1.1 试样制备将UHMWPE粉末倒入全自动热压镶嵌机(BUEHLER Simplimet 1000)中加热至180℃,保温保压20 min,冷却15 min后取出,尺寸为25 mm× 5mm×15mm,再用800目水砂纸打磨试样表面至粗糙度为1.6,作为上试样片.对磨件45钢外形尺寸φ 120mm×3mm圆盘,HRC50,用800目水砂纸打磨试样表面至粗糙度为0.8,作为下试样盘.试验前用丙酮超声清洗试样表面10min,干燥后置于干燥器中待用.1.2 试验过程利用济南试金集团生产的MMW-1摩擦磨损试验机完成试验.如图1(a)为原销盘摩擦副,下试样环上加工有一个盲孔与底座的短销进行配合定位,但在重载高速条件下,下试样环由于受载不对称容易发生翘曲,导致摩擦副出现失稳现象,甚至卡死.本文对此进行了改进,在设计夹具上装夹3个UHMWPE上试样片以保证对45钢下试样盘的加载对称,从而保证试验结果精确可靠,如图1(b)所示.图1 改进前后的摩擦副对比摩擦系数μ=T/(P◦r).式中,μ为摩擦系数;T为摩擦力矩(N◦m);P为载荷(N);r为摩擦半径(m).试验参数:转速200r/min、260r/min、320r/min,相对滑动线速度为0.96m/s、1.25 m/s、1.54m/s;载荷20N、50N、80N.根据试验参数的组合进行9次试验,每次试验总转数达10000转时停止,用HMV-1T显微硬度图像测量分析系统观察试样摩擦表面微观形貌.2 结果与讨论2.1 结果分析根据上述9组试验参数进行摩擦磨损试验,当试验转数达到10000转时,摩擦磨损已进入相对稳定阶段,记录此时的摩擦系数,结果如图2所示.由图2可以看出,随着载荷和转速的增加,摩擦系数总体呈现变大的趋势.当试验载荷逐渐增大时,转速相对较低(200 r/min)条件下摩擦系数的变化范围为0.08~0.27;但在转速相对较高(320 r/min)条件下摩擦系数出现了不规律变化,先从0.04增大至最大值0.81,后来又减小至0.55,表明了UHMWP的摩擦特性受转速的影响较大.图2 不同载荷和转速条件下的摩擦系数图3(a)所示为轻载低速条件下的摩擦系数-时间曲线,从图中可以看出,在0~600 s 期间磨损处于磨合期,摩擦系数逐渐减小.两摩擦副平面接触时,真正的接触只发生在个别粗糙峰(即微凸体)的顶部,当发生相对运动时,这些微凸体阻碍其运动使摩擦受到阻力较大,摩擦系数较高,大小约为0.56.随着时间的延长,摩擦表面上会形成一层润滑薄膜,可以减小试样间的摩擦力[4].此外,材料间不断的磨合使试样微观凹凸不平的表面逐渐变平,摩擦系数逐渐降低,摩擦开始进入稳定磨损阶段.直到转至10000圈时摩擦系数一直保持稳定而未出现明显变化,大小约为0.10.表明UHMWP在载荷20N、转速200 r/min条件下其摩擦特性良好并且非常稳定.当载荷和转速逐步增大,摩擦系数-时间曲线如图3(b)所示.在0~300s内,摩擦系数逐渐降低,从0.18降至0.16,随后摩擦系数一直呈线性增大,当转至10 000圈时摩擦系数仍然在变大,摩擦系数为0.31.此组试验条件下开始阶段的摩擦特性同轻载低速条件相似,摩擦系数都出现了降低,两者原因一致,都是因为在开始阶段,摩擦表面存在微观凹凸不平的表面,随着磨损时间的延长,这些微凸体逐渐磨平、阻力逐渐减小从而使摩擦系数降低.但此时载荷、转速较前者大,试验过程中会产生更多的摩擦生热,经过温度感应器检测到温度上升了约50℃,但轻载低速条件下前后温度没明显变化.经过多组试验数据曲线可以发现,当载荷、转速逐步增大时,温度均出现了上升,且摩擦系数也变大.由于UHMWPE是一种半结晶性的热塑性工程塑料,存在晶区和无定形区两相.当预热处理温度高于平衡熔点Tf时,在冷却过程中, UHMWPE内无定形区将会向结晶态转变;同时预热处理温度升高和时间延长会使高聚物产生热降解和氧化分解,最终会达到一个降解作用和结晶作用的动态平衡过程.此时温度升高,UHMWPE材料的结晶作用减弱,导致了其耐磨性降低[5].图3 不同试验参数下的摩擦系数-时间曲线当载荷和转速调到80 N、320 r/min时,摩擦系数-时间曲线如图3(c)所示.同前面两者一样,摩擦系数在开始阶段都会逐渐减小,当降至一定程度时又开始逐渐变大.在重载高速情况下其摩擦特性与前者相比存在明显不同,在900~1 200 s内,摩擦系数突然急剧增大,随后又快速下降,先从0.48增加到0.83,又从0.83降低到0.63,摩擦系数曲线出现一个明显的尖峰,随后摩擦系数缓慢减小.重载高速条件下摩擦所产生大量热能,经过检测,在900~1 000 s温度升至最高值约为200℃,而UHMWP熔点为130~136℃.当UHMWP表面温度升高会导致表面软化,两试样表面更加紧密粘黏在一起,真实接触表面积增加,摩擦粘着分量变大,摩擦力也变大[6],因此摩擦系数升高.当温度继续升高至UHMWP熔点,材料表面会出现熔融情况,在摩擦力的作用下使这些熔融部分出现了位错滑移,高温部分“搬移”到其他地方后,此处温度降低,摩擦系数开始出现降低.试验结束后观察UHMWP试样,发现试样直角棱边处出现了多余不规则形状的试样材料,如图4所示,证明在摩擦过程中UHMWP确实出现了熔融,材料出现了转移.2.2 表面形貌观察图5比较了3种典型条件下UHMWP试样的摩擦表面形貌.从(a)和(b)可以看出试样表面存在明显犁沟,由于UHMWP硬度比45钢小,在摩擦过程中45钢粗糙表面的凸峰嵌入UHMWP对其进行切削作用,切削下来的磨屑充当第三体发生了磨粒磨损.图(c)中磨损区域分布不均匀、无规律,且形状不规则.这是由于在高速重载情况下UHMWP试样表面温度升高,材料发生软化并且熔融紧密粘着在对磨材料表面.而UHMWP表面能较低,粘着在对磨材料表面的转移膜在滑动磨损剪切应力的作用下发生剥落,存在粘着磨损.图4 试验后的UHMWP试样图5 典型条件下UHMWP的摩擦表面形貌3 结论(1)在轻载低速条件下,UHMWP摩擦特性较好且稳定性强.(2)UHMWP摩擦系数受载荷、转速的影响较大,一般随着载荷、转速的增大而增大,并且温度也会随之升高.(3)相对轻载低速条件下主要存在磨粒磨损,相对重载高速条件下主要存在粘着磨损.参考文献:[1] 马超.超高分子质量聚乙烯的应用[J].辽宁化工, 2006,35(3):165-166.[2] 张知先.合成树脂与塑料牌号手册(上册)[M].北京:化学工业出版社,2006.[3] 吴培熙,张留成.聚合物共混合金[M].北京:化学工业出版社,2004.[4] 郭建良,雷毅,余炎群.销盘试验中影响超高分子量聚乙烯摩擦学性能的主要因素分析[J].润滑与密封, 2005,167(1):109-111.[5] 徐佩弦.高聚物流变学及其应用[M].北京:化学工业出版社,2003.[6] 郭治天,熊党生,葛世荣.不锈钢表面粗糙度对超高分子量聚乙烯摩擦磨损性能的影响[J].理化检验-物理分册, 2001,37(9):369-372.。
改性超高分子量聚乙烯树脂的研制

第10卷第12期Vo l .10,No .12宜宾学院学报J ou rnal of Yibin Un i versity2010年12月Dec .,2010收稿日期3修回作者简介沈若冰(5),男,江苏泰州人,硕士,主要从事高分子复合材料等方面的研究改性超高分子量聚乙烯树脂的研制沈若冰(泰州机电高等职业技术学校,江苏泰州225300)摘要:研制了一种改性超高分子量聚乙烯(UHMWPE)树脂,研究了二硫化钼、纳米石墨、超细滑石粉、乙撑双硬脂酸酰胺(EB S)和聚四氟乙烯树脂以及过氧化苯甲酰对超高分子量聚乙烯树脂性能的影响.结果表明:二硫化钼和纳米石墨对超高分子量聚乙烯树脂的耐磨性能和自润滑性能有显著影响,二硫化钼和纳米石墨用量各占3%时,改性超高分子量聚乙烯树脂可以达到很好的耐磨和自润滑效果.在超高分子量聚乙烯树脂中加入超细滑石粉,可以提高超高分子量聚乙烯树脂的硬度,加入乙撑双硬脂酸酰胺可以提高超高分子量聚乙烯树脂的流动性能,加入过氧化苯甲酰可以提高超高分子量聚乙烯树脂与聚四氟乙烯、二硫化钼、纳米石墨、超细滑石粉的交链作用.关键词:超高分子量聚乙烯树脂;二硫化钼;纳米石墨;超细滑石粉;乙撑双硬脂酸酰胺(EBS);聚四氟乙烯树脂;过氧化苯甲酰;改性超高分子量聚乙烯树脂中图分类号:T Q325.1 文献标志码:A 文章编号:1671-5365(2010)12-0094-03M an ufa ctur e of M od if i ed UHMW PE Re si n S H EN Ruo 2bing(Ta izhou H igher Voca tional School of Mechan ical and Electrica l Technology,Taizhou 225300,China)Ab stract:A modified u ltra 2high molecu lar weight po lyethylene (U H MWPE )resin was devel op ed .The ef fect of the molybdenu m d isu lfide,the nano 2graph ite,the fine talcum powder,the ethylene bis stear a m ide (EBS )and PTFE r esin,and the benz oyl p er ox 2ide on the p r operties of UH MWPE resin was r esearched.The result shows that the mo lybdenum disulfide and nano 2gr aph ite has sa 2lience eff ect on w ear resistance and self 2lubricating p r operties of UHM WPE r esin .W hen mo lybdenum d isulfide and nano 2gra p hite a moun t each is to 3%,the mod ified UHM W PE resin is ab le t o achieve good w ear resistance and self 2lubricating eff ect .I n the UH 2MWPE r esin by add ing fine talcum po w der,it is able to incr ease the hardness of UHM W PE resin,adding the ethylene bis stear 2a m ide is able to i mp r ove the flo w perf o r mance of UHM W PE resin,adding benz oyl p er oxide is able to increase the UH MWPE resin and PTFE,the molybdenu m disu lfide,the nano 2gr ap hite,the fine talcum powder in terlinking effect .K ey wor ds:UHM W PE resin;molybdenu m d isulfide;nano 2gr aph ite;fine talcu m po wder;ethylene b is steara mide (EBS);PTFE r esin;benz oyl p er oxide;mod ified UHM WPE resin 超高分子量聚乙烯(UHM W PE )树脂[1]是一种综合性能优异的热塑性工程塑料材料,它具有密度低(仅为钢的1/8)、耐化学性能优良,可以耐≤37%浓度的盐酸、<75%浓度的硫酸、<20%浓度的硝酸,并且能够耐碱、耐盐和常用的有机溶剂,它的耐候性能以及耐低温性能较好(在自然条件下使用寿命可达30年),材料的价格还比较便宜,由于该材料磨擦系数小,表面不易结垢,所以该材料特别适用于原油和泥浆等材料的输送.此外,该材料还广泛用于轨道交通、矿山、造纸、化工等领域,用于齿轮、阀门、密封填料、人工关节、滑雪板等产品的制造.虽然超高分子量聚乙烯树脂具有如上优点,但是该材料却还存在着许多缺点,如它的热变形温度和表面硬度低,刚性差,耐蠕变性低,膨胀系数大,流动性能极差以及成型加工非常困难[2-3].当将超高分子量聚乙烯树脂用于生产油田输送管道的时候,该材料的许多性能还不能满足生产要求.为了能够生产出性能优良的油田输送管材,需要对超高分子量聚乙烯树脂进行了改性,研制出耐磨、耐温、自润滑超高分子量聚乙烯树脂[4-5].改性超高分子量聚乙烯树脂是由超高分子量聚乙烯树脂添加二硫化钼、纳米石墨、超细滑石粉、乙撑双硬脂酰胺(EBS )和聚四氟乙烯树脂以及过氧化苯甲酰加工而成,在超高分子量聚乙烯树脂中加入二硫化钼、纳米石墨、超细滑石粉以及乙撑双硬脂酰胺后,其材料的熔融状态的粘度也由原来的110PaS 下降至75PaS,硬度由原来的邵:2010-07-1.:2010-10-24:197-氏65A提高至邵氏85A,热变形温度由原来的80℃提高至118℃,膨胀系数由原来的1.5×10-4下降至3.6×10-5,超高分子量聚乙烯树脂改性后它的熔融状态的粘度降低了,邵氏硬度和热变形温度得到提高,膨胀系数降低了,树脂的综合性能得到改善和提高,可以满足制造油田原油输送管材的要求.本实验研制了改性超高分子量聚乙烯树脂,研究和探讨了二硫化钼、纳米石墨、超细滑石粉、乙撑双硬脂酰胺(EBS)和聚四氟乙烯树脂以及过氧化苯甲酰对超高分子量聚乙烯树脂的热性能和耐磨性能以及自润滑性能的影响.1 实验部分1.1 主要原料超高分子量聚乙烯树脂(分子量350万):北京助剂二厂;二硫化钼(纯度99%,细度0.5μm):上海申雨工贸有限公司;纳米石墨(规格<400nm):青岛华泰润滑密封科技有限公司;超细滑石粉(规格3000目):辽宁省海城市诚信微细目石粉厂;聚四氟乙烯树脂:江苏梅兰集团;乙撑双硬脂酰胺(EBS,规格HC2WAX2002):常州可赛成功塑胶材料有限公司;过氧化苯甲酰:山东邹平恒泰化工有限公司.1.2 主要仪器及设备高速混合机:SHR210A型,张家港市亿利机械有限公司;拉力试验机:LJ21000型,广州试验仪器厂;悬臂梁冲击试验机:XJU222型,河北承德市试验机厂;邵氏硬度计: LX2A型,广州市广卓精密仪器有限公司;热变形维卡软化点温度测定仪:XWB2300C型,河北承德市试验机厂;双螺杆挤出机:TE235型,江苏科亚化工装备有限公司;平板硫化机:XLB2DQ型,青岛信本科技有限公司;恒温干燥箱: CS10122EN型,重庆永恒实验仪器厂,磨损试验机,MM W21型,济南竟成测试技术有限公司,磨擦试验机,MP V220A,济南竟成测试技术有限公司;开放式炼胶机,XK2250型,大连华韩橡塑机械有限公司.1.3 实验配方设计为了研制耐磨、耐温、自润滑、超高分子量聚乙烯树脂以及探讨二硫化钼、纳米石墨,滑石粉,乙撑双硬脂酰胺(EBS)和聚四氟乙烯对超高分子量聚乙烯树脂自润滑性能和耐温性能以及耐磨性能的影响,设计了以下几种改性超高分子量聚乙烯树脂生产配方并对其进行了相关实验.二硫化钼、纳米石墨和聚四氟乙烯可以改变超高分子量聚乙烯树脂的耐磨性能和自润滑性能,超细滑石粉和乙撑双硬脂酰胺可以改变超高分子量聚乙烯树脂的硬度和流动性能以及加工成型性能,过氧化苯甲酰引发剂可以促进超高分子量聚乙烯树脂与上述添加材料发生化学交联据此设计了表1配方并进行了相关实验.1.4 原料的配制将配方A中的各种原料放入恒温干燥箱中,在80℃下,干燥8h,然后将超高分子量聚乙烯树脂加入高速混合机中,再依次向混合机中加入纳米石墨、二硫化钼、超细滑石粉,开启高速混合机,混合5m in后向混合机中加入配方A中的其余组分,盖紧高速混合机,然后再开启高速混合机,混合30min后将物料放出.依上法分别制得其余五种实验原料.1.5 试样的制备将上述六种实验原料分别放入开放式炼胶机中,在230℃下混炼30m in,然后分别取出并送入平板硫化机中,控制平板硫化机的温度为240℃,用标准样条模具分别加工出六种实验原料的标准试样(各种样条加工时,平板硫化机的工作参数保持不变).116 测试方法试样在室温下放置24h后测试,测试环境温度25℃,相对湿度60%,拉伸强度和断裂伸长率按G B/T104021992测试,拉伸速度50m m/min;悬臂梁缺口冲击强度按G B/T184321996测试;塑料负荷变形温度的测定按G B/T1634.122004测试;邵氏硬度按G B/T241121980测试;磨损率按AST M2D1175测试;吸水率按A S T M2D1505测试;磨擦磨损性能按G B/T396021983测试,测试条件:室温,转速200r/min,载荷300N,试验时间30m in,磨损量用试样磨痕宽度表示.表1 改性超高分子量聚乙烯树脂配方设计Tab1For m ula desi gn of modified UHM W PE resi n配方A B C D E F G UH MW PE80%82%84%86%88%90%100%二硫化钼4%3%3%2%2%1%0%纳米石墨5%4%3%2%1%1%0% E BS3%3%3%2%1%2%0%超细滑石粉 6.9%6.9%5%6.9%6%5%0%聚四氟乙烯1%1%1.8%1% 1.8%1%0%过氧化苯甲酰0.1%0.1%0.1%0.1%0.1%0%0% 2 结果与讨论2.1 二硫化钼、纳米石墨和超细滑石粉对超高分子量聚乙烯树脂耐磨性能和磨痕宽度的影响二硫化钼为六方晶体型层状结构,摩擦系数很低,热稳定性和抗压性能好并且化学性能稳定,对超高分子量聚乙烯树脂的自润滑性能和力学性能具有较好的改性作用;纳米石墨具有高润滑性和高导电性能,可以改变超高分子量聚乙烯树脂的自润滑性能;超细滑石粉在超高分子量聚乙烯树脂中可以起到填充和骨架作用,可以提高超高分子59 第12期 沈若冰:改性超高分子量聚乙烯树脂的研制.量聚乙烯树脂的耐热性能和硬度,可以改善制品的刚性、尺寸稳定性、成型收缩率和高温蠕变性,减少机械磨损,提高制品的拉伸屈服强度和弯曲弹性模量以及抗冲击性能,表2是改性超高分子量聚乙烯树脂的相关性能测试数据.表2 改性超高分子量聚乙烯树脂性能测试T ab2Perfor m ance testing of modified UH M W PE resin测试项目配 方A B C D E F G拉伸强度/Mpa3333.535.5353432.432断裂伸长率/%310318328320318302255缺口冲击强度/kj/m2125128140125130121120摩擦系数0.060.070.060.0750.070.080.10磨痕宽度/mm 5.55.65.5 5.75.86.07.0热变形温度/℃118116115.6113.211198.580邵氏硬度A86838576757365吸水率%0.0150.0150.0120.0120.0110.010.01膨胀系数3.6×10-53.8×10-54.0×10-54.5×10-54.8×10-56.2×10-51.5×10-4 从上表中的配方A可以看出,在超高分子量聚乙烯树脂中添加了二硫化钼、纳米石墨和超细滑石粉后,材料的磨擦系数降低、磨痕宽度变小,二硫化钼、纳米石墨和超细滑石粉提高了超高分子量聚乙烯材料的耐磨性能和表面耐划伤性能,提高了材料的自润滑性能和制品的尺寸稳定性,提高了材料的硬度;配方B比配方A减少了二硫化钼和纳米石墨的用量而超细滑石粉的用量没有变化,材料的摩擦系数和磨痕宽度比配方A稍有提高;配方C比配方A 减少了二硫化钼、纳米石墨和超细滑石粉的用量,增加了聚四氟乙烯的用量,所以配方C的摩擦系数和磨痕宽度得到了与配方A相同的效果;配方D和配方E比配方A减少了二硫化钼和纳米石墨的用量,增加了超高分子量聚乙烯的用量,所以配方D和配方E的摩擦系数和磨痕宽度均有所提高;配方F比配方A减少了二硫化钼和纳米石墨以及超细滑石粉的用量,所以配方F的摩擦系数和磨痕宽度比配方A、配方B、配方C和配方D以及配方E均有所提高.2.2 二硫化钼、纳米石墨和超细滑石粉对超高分子量聚乙烯树脂拉伸性能和冲击性能的影响表2表明,二硫化钼和纳米石墨以及超细滑石粉的加入使得体系的拉伸强度、断裂伸长率和缺口冲击强度均有所提高.材料性能提高的主要原因是因为纳米材料的小尺寸效应、表面与界面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应使得体系的力学性能得到提高.2.3 二硫化钼、纳米石墨和超细滑石粉对超高分子量聚乙烯树脂硬度的影响从表中可以看出,二硫化钼、纳米石墨和超细滑石粉的加入使配方体系的邵氏硬度得到提高,配方体系的邵氏硬度是随着二硫化钼、纳米石墨和超细滑石粉用量的增加而增高.2.4 过氧化苯甲酰对改性超高分子量聚乙烯树脂性能的影响从表2中可以看出,配方F没有添加过氧化苯甲酰,所以该配方加工出的改性超高分子量聚乙烯树脂的综合性能显得比较差,可能是因为配方中的二硫化钼、纳米石墨、超细滑石粉和聚四氟乙烯只是单纯与超高分子量聚乙烯进行了机械混合,而没有发生化学交链,而其余配方中添加了过氧化苯甲酰其改性超高分子量聚乙烯树脂的综合性能均有所提高.2.5 二硫化钼、纳米石墨和超细滑石粉以及聚四氟乙烯对改性超高分子量聚乙烯树脂耐温性能的影响表2表明,二硫化钼、纳米石墨和超细滑石粉以及聚四氟乙烯的加入使改性超高分子量聚乙烯树脂的热变形温度有了较大提高,并且改性超高分子量聚乙烯树脂的热变形温度是随着二硫化钼、纳米石墨和超细滑石粉以及聚四氟乙烯用量的增加而增高.3 结论1)二硫化钼、纳米石墨和超细滑石粉可以提高改性超高分子量聚乙烯树脂的耐磨性能减少磨痕宽度,提高超高分子量聚乙烯树脂的拉伸强度、断裂伸长率和缺口冲击强度以及邵氏硬度.2)在改性超高分子量聚乙烯树脂配方体系中,超高分子量聚乙烯用量为84%,二硫化钼、纳米石墨用量各为3%,超细滑石粉用量为5%,乙撑双硬脂酰胺用量为3%,聚四氟乙烯用量为%时,改性超高分子量聚乙烯树脂的综合性能比较好(下转页)69 宜宾学院学报 第10卷 2 1.8.107训练手段,在发球学习的入门阶段多采用与网球发球相似其它运动项目动作促进技能迁移,在中高级阶段则以发球动作自身动作促进迁移为主.发球训练中还要注意制订符合学习迁移理论的训练计划,加强选手运动技能抽象概括能力的培养,注重身体素质的发展,充分运用学习迁移,使网球发球训练最优化.参考文献:[1]陶志翔,祁兵,胡亚斌,等.对网球发球体系的探究[J].北京体育大学学报,2004(12):169521697.[2]李建伍.运动迁移理论在网球教学中的运用[J].太原理工大学学报,2005(增刊):1482150.[3]汪凤炎,燕良轼.教育心理学新编[M].广州:暨南大学出版社,2006:2922294.[4]蒋宁.运动技能迁移在跳高训练中的作用[J].体育科技,2002(3):31.29231.[5]孙中组.对标枪技术教学中合理运用运动技能迁移理论的运用研究[J].吉林体育学院学报,2008(6):1102112.【编校:李青】(上接96页) 3)过氧化苯甲酰在改性超高分子量聚乙烯配方体系中起到了化学交链作用,提高了改性超高分子量聚乙烯树脂的综合性能.4)超细滑石粉和乙撑双硬脂酰胺不但可以提高改性超高分子量聚乙烯树脂的流动性能而且还可以降低生产成本.参考文献:[1]刘广建.超高分子量聚乙烯[M].北京:化学工业出版社,2001:1215.[2]许中义.超高分子量聚乙烯成型工艺及在化工领域中的应用.炼油与化工,2004,15(1):829.[3]石安富,龚云表.超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的性能、成型加工及应用[J].塑料科技,1984(1):12219.[4]明艳,贾润礼.超高分子量聚乙烯的改性[J].塑料科技,2002,148(2):31233.[5]张道权.超高分子量聚乙烯填料改性研究[J].材料科学与工程,1997,15(4):61263.【编校:王露】701 第12期 陈锐:网球发球训练中合理运用学习迁移理论。
超高分子量聚乙烯的性能研究

超高分子量聚乙烯的性能研究超高分子量聚乙烯,这名字听起来是不是有点高大上?其实啊,它就在我们的生活中扮演着相当重要的角色呢!我先跟您讲讲我之前的一个小经历。
有一次我去工厂参观,看到工人师傅们正在加工一种材料,那材料看起来光滑细腻,质地坚韧。
我好奇地问师傅这是什么,师傅告诉我这就是超高分子量聚乙烯。
从那一刻起,我就对它产生了浓厚的兴趣。
咱们先来聊聊超高分子量聚乙烯的耐磨性。
这可是它的一大亮点!想象一下,在一些经常受到摩擦和磨损的场合,比如矿山的输送带、水泥厂的下料斗,如果使用普通的材料,可能没几天就被磨得不成样子了。
但是超高分子量聚乙烯就不一样啦,它就像一个“耐磨小战士”,能够经受住长时间的摩擦,大大延长了设备的使用寿命。
就拿那个工厂里的输送带来说吧,用了超高分子量聚乙烯制作的输送带,运行了好几个月,表面几乎没有什么明显的磨损痕迹,这可给工厂节省了不少维修和更换的成本。
再来说说它的耐冲击性。
有一次我在路上看到一辆工程车,车斗里装着各种建筑材料。
我就想啊,这车斗每天要承受这么多材料的撞击和冲击,如果车斗的材料不够结实,那很快就得报废。
而超高分子量聚乙烯在这方面表现得特别出色,它能够有效地吸收冲击能量,就像一个“缓冲小能手”,让设备在遭受冲击时不容易损坏。
还有它的自润滑性也很厉害。
这就好比我们在滑冰场上滑冰,如果冰面很粗糙,那滑起来肯定费劲。
但超高分子量聚乙烯的表面就像一个超级光滑的冰面,物体在它上面移动时阻力很小,能够轻松地滑动。
在一些需要减少摩擦阻力的场合,比如桥梁的支座、机械的传动部件,使用超高分子量聚乙烯可以大大提高设备的运行效率,降低能耗。
超高分子量聚乙烯的耐化学腐蚀性也不容小觑。
大家都知道,化学物质有时候很“凶猛”,能把很多材料给腐蚀掉。
但超高分子量聚乙烯就像是穿上了一层“防腐铠甲”,能够抵御各种酸、碱、盐等化学物质的侵蚀。
在化工厂里,很多管道和容器都采用了这种材料,长期与各种化学试剂打交道,依然能够保持良好的性能。
提高超高分子量聚乙烯的抗磨损磨耗应用性的方法

提高超高分子量聚乙烯的抗磨损磨耗应用性的方法班级:学号:姓名:摘要超高分子量是这种聚合物与众不同的特质,其具有3至6百万的分子量,而高密度聚乙烯树脂只有30万至50万。
这种差别是保证超高分子量聚乙烯具备足够的强度,以达到其他低等聚合产品所不可能具备的耐磨损和抗冲击能力。
超高分子量聚乙烯的超高分子量的含义是它不会融化并向液体一样流动,因而加工方法由粉末金属技术衍生。
传统的塑料加工技术,比如注塑成型、吹塑和热定型,无法应用于超高分子量聚乙烯。
挤压成型是应用于这种树脂最常见的加工工艺,这样生产出来的产品韧性更强。
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是一种具有优良胜能的线型结构热塑性工程塑料,具有其它工程塑料无可比拟的耐冲击、耐化学药品、自润滑等性能。
但同时也存在着成型性差,硬度低,耐磨粒磨等问题。
论文主要从国内外的最新发展概况,国内外有关方法介绍以及新方法介绍进行阐述。
关键词:超高分子量聚乙烯改性力学性能摩擦磨损性能AbstractUltra-high molecular weight polymer is the distinctive characteristics, it has 3 to 6 million molecular weight, and high density polyethylene resin only 300000 to 500000。
The difference is the guarantee ultra-high molecular weight polyethylene have enough strength to achieve other lower polymerization products may not have the wear resistance and impact resistance ability.Ultra-high molecular weight polyethylene ultra-high molecular weight means it won't melt and flow to the liquid, and processing method by powder metal technology derived. The traditional plastic processing technology, such as injection molding, blow molding and heat setting, cannot be applied to ultra-high molecular weight polyethylene. Pultrusion is applied in this kind of resin is the most common processing technology, so that the product that the production come out more strong toughness. Ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) is a kind of good can overcome the linear structure thermoplastic eng ineering plastics, with other engineering plastics incomparable impact resistance, resistance to chemicals, self lubricating properties. But there are also formability is poor, low hardness, wear resistant grain mill. The paper mainly from the latest development situation at home and abroad, the domestic and foreign relevant method is introduced and a new method is introduced for this.Keywords: UHMWPE modified Mechanical properties Friction and wear performance一 .国内外前沿概况介绍UHMWPE是英文Ultra High Molecular Weight Polyethylene(超高分子量聚乙烯)的缩写。
聚四氟乙烯和超高分子量聚乙烯的磨粒磨损性能与机理研究

写一篇聚四氟乙烯和超高分子量聚乙烯的磨粒磨损性能与机理
研究的报告,600字
本报告旨在分析聚四氟乙烯(PTFE)和超高分子量聚乙烯(UHMWPE)材料的磨粒磨损性能,以及其相应的磨损机理。
首先,聚四氟乙烯具有优异的耐磨性能,它的摩擦系数低,对微小的摩擦和磨损力学损伤能力强,具有很高的耐温性,能承受高温作用而不变形。
而超高分子量聚乙烯则具有极强的耐磨性、抗化学剂腐蚀性能,可在恶劣环境下工作,但因为它硬度低,所以摩擦系数也较高。
其次,两种材料的磨损性能机理的不同之处主要表现在磨损模式上,即在弹性模式和塑性模式中的变化情况。
聚四氟乙烯的磨损行为以磨粒以及磨损机理受到外力改变、工件表面软硬度变化及磨料粒度等因素的影响,而超高分子量聚乙烯的磨损行为更容易受到磨料粒度及材料强度等影响。
最后,针对这两种材料的磨损性能,可以使用改变负载、增加磨具表面硬度、调节磨料粒度及调节材料本身的强度等方法来确保良好的磨损性能,从而更有效地提高磨粒磨损的性能。
总之,聚四氟乙烯和超高分子量聚乙烯的磨粒磨损性能表现出了显著的差异,两者的磨损机理也有所不同,根据不同的条件,可以采取适当的措施来改善它们的磨损性能。
多孔UHMWPE的制备与摩擦学性能研究

The Pr p r to n i l g c lPr p r i s e a a i n a d Trbo o i a o e te Re e r h s o r u s a c e f Po o s UH M W PE
W u Ga g Qi n l g Zh o Ch n u Zh o Xiz n n Ho gi n a u ha a ne
( o eeo M cai l dM t a E g er gC i he ogs nvrt, i agH bi 4 02 C i ) C l g f ehnc a r ni e n ,h aT r G re U i syYc n ue 430 ,hn l aa n el i n i n e ei h a
多孔 U M E的 制 备 与摩 擦 学性 能研 究 H WP
吴 刚 秦红玲 赵春华 赵新泽
( 三峡大学机械与材料学 院
湖北宜 昌 4 30 ) 4 02
摘要:用热压成型法制备多孔超 高分子量聚乙烯 ( H WP U M E)和普通 U MWP H E试样 ,在改制 的摩擦磨 损试验机
上 考 察 2 试 样 在水 润 滑 和 牛血 清 润 滑下 的摩擦 磨 损 性 能 。结 果 表 明 :普 通 U MWP 种 H E均 处 于 边界Leabharlann 润 滑 区域 ;多 孔 U — H
Ab ta t P r u sr c : o o sUHMW P sp e a e y h a rs n mealg a h cs mp emo ni g Th rb lgc lpo ete E wa rp r d b e tp e si t o r p i a l u tn . e tioo ia r p ris l o o ma fn r l UHM W P a d p ru E n oo s UHMW P wee su id u d rd f rn o d ,p e n u rc n n a mp o e rb - E r td e n e if e tla s s e d a d lb ia to n i rv d ti o e lgc e tTh ti e k c re n iae t tte c na ts ra eo o ia ts. e srb c u v sid c t ha h o tc u fc fUHMW PE i o n td b o n a yl b c to b e d l sd mi ae y b u d r u r ain, ln i l rc t n s cin c n b o e n te s ra eo oo sUHMW P n e o la s Thsi trb td t h oo ssr c ub ai e t a efr d o h u f c fp r u i o o m E u d rlw o d . i sat ue ot ep r u tu - i tr n x r so f c flb c n n tsig T ewe u a e i o n td b malc t n . i h n ra e o a s u e a d e tu i nef t r a ti e t . h a S r c sd mi ae ys l ut g W t t ei ce s fl d , e o ui n r f i h o we rls fp r u a o so oo sUHM W PE e h c sr pd y a d g e trt a h to o ma n a e a il n rae h t a fn r l UHMW P n e h an o dt n T e n n E u d rt e sle c n io . i h s ro sc tig a d a heie we r h aig me h im o oo e u u tn n d sv a a et ewe rn c a s f rp rusUHM W P n e ih la s P r u i r n E u d rhg o d . oo sUHMW P p Ea—
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残存 大分 子 自由基 而 影 响其 使 用 性 能 , 加 入填 料 且 或交 联处 理 均 使 U MWP H E的 冲 击 强 度 、 裂 伸 长 断 率 等力学 性能 明显 降低 。笔 者 在之前 的研究 中采 用
实验 室 自制 的 交 联 聚 丙烯 ( PX) U M E、 P P — 与 H WP P
( ) P或 P — 1P P x用 量 对 U MWP H E共 混 物 的摩 擦磨 损性 能 的影 响
图 l 出负 载 30N、 损 时 间 3 i、 示 0 磨 0mn 滑动 速
度 为 2 0 rm n 的 条 件 下 , P 或 P — 用 量 对 0 / i P PX
U HMWP 的摩 擦 因 数 和 磨 痕 宽 度 的 影 响。 由图 1 E 可知 , 着 P 随 P或 P — P x用 量 的增 加 , 混 物 的摩擦 共
因数 和 磨 痕 宽 度先 减 小 后 增 大 。 当 P P或 P . 的 Px 质量分 数 为 3 %时 , H 0 U MWP / P的摩 擦 因数 从 纯 EP
P : 号 F 0 , 规 均 聚 型 , 肃 兰港 石 化 公 P牌 4 1等 甘
司;
U WP HM E的 0 2 .1降至 0 1 , .3 降幅达3 .% ; 8 1 磨痕 宽
02 . 4
n2 2 吕 吕
\
P . 交联 度为 5 .% , Px: 35 自制 。
1 2 设 备 及 仪 器 .
蓄2 0
辎 01 . 6 鼬 O1 . 4
01 . 2 01 . O
双辊 开炼机 :K一10 S 6 B型 , 上海 橡塑 机械厂 ;
平板硫 化仪 : P一6 D 型 , 海 西 玛 伟 力 橡 塑 H 3 上 机 械设备 有 限公 司 ; 摩擦磨 损试 验 机 : 一20型 , 海 工 业 大 学 MM 0 上
U MWP H E的摩擦 因数 j 。在 此 基 础 上 笔 者 进 一 步 研 究 了 U MWP H E及其 共混 物 的摩擦磨 损性 能 。
1 实验 部分 1 1 主要 原 材料 . U MWP M —m , H E: 平均 相 对 分 子质 量 约 为 3 0 5 万, 北京 助剂 二厂 ;
机混合 均 匀后 , 严 格 控 制 辊 距 的双 辊 开 炼 机 上 , 在
2 0C 经 双 辊 后 在 平 板 硫 化 机 上 热 压 ( 9  ̄ 1 2  ̄下 1 0C,0
M a 1 i 成 厚度 为 4mm 的板 材 , 经 机械 加 P ) 5m n制 再 工 得尺 寸为 3 E×7Im x 的 U MWP / P 5m I 4mm T H EP.
2 结果 与讨论
性 能不变 的基 础上 改 善 了 U HMWP E的摩 擦 磨 损 性
2 1 2 0rm n滑 动速 度 下 U WP . 0 i / HM E共 混 物 的摩
擦磨 损性 能
能 , J然后采用更大交联度 的 P — Px与 U M E共 H WP
混制 得 U WP / PX 二 元 共 混 物 , 善 U M— HM E P . 改 H wP E的力学 性 能 和 加 工 流 动 性 能 的 同时 , 低 了 降
为 了提高 超 高 分 子量 聚 乙烯 ( HM E 的摩 U WP ) 擦 磨损 性能 , 常采 用加 入耐磨 填料 、 化学 交联 _ 5
等方法 对其 改 性 , 加 入 填 料 会 使 难 加 工 的 U M. 但 H WP E加工 性能更 差 , 自身 辐照 或过 氧 化 物交 联 也 因
摘要
通过 添加 聚 丙 烯 ( P 和 交 联 聚 丙 烯 ( PX) 超 高 分 子 量 聚 乙烯 ( H P) P. 对 U MWP ) 行 改 性 , 究 了 U M— E进 研 H
WP E及其共混物的摩擦磨损性能 。结果表明 , 20rm n滑动速度 下, P 在 0 i / 当 P或 P — PX的质 量分数 为 3 % 时, H 0 U M— WP / P的摩擦 因数 降至0 1 , EP .3 降幅达 3 . % , 8 1 磨痕 宽度 降至 5 0 .5mm; H U MWP / PX的摩擦 因数 降到 0 1 降幅 EP— .2, 达 4 .% , 2 9 磨痕宽度则降至 4 5 U .0mE, HMWP / PX具有更优 异的摩 擦磨损 性 能。 负载 增大 , HMWP EP— U E及 其共混 物的摩擦 磨损性能降低。磨损 时 间小 于 6 i , HM E及 其共 混物 的摩擦 因数 和 磨痕 宽度 变化 不大 ; 0r n U WP a 超过 6 0 a n 摩擦 因数和磨痕 宽度均增 大, H ri, U MWP / PX的增幅最小。 高速滑动下 U MWP / PX的摩擦 磨损性 能最高。 EP— H EP. 关键词 超 高分子量聚 乙烯 聚丙烯 交联 共混 摩擦磨损
附属 工厂 。
1 3 试 样 制 备 .
P  ̄P - 质 量分 数 /% P PX
- UHMW PE/P 一 P:o UHMW P /P — — E PX
工程塑料应 用
21 0 0年 , 3 第 8卷 , 8期 第
改性超 高分 子 量 聚 乙烯 的摩 擦 磨 损 性 能 研 究
罗玉梅
( 西南石油大学材料科学与工程学 院, 成都
周 勇 梁 兵
600 ) ( 15 0 高分子材料工程 国家重点实验室 , 四川大学 , 成都 606 ) 10 5
共混 , 制得 U WP / P P . HM E P / PX三元 共 混物 , 力 学 在
x试样 。采用 同样 的 方 法 制 备 U MWP 和 U M. H E H
WP / P试样 。 EP
1 4 性 能 测 试 .
摩擦 磨损 性能 按 G / 9 0~1 8 B T3 6 9 3测试 。