论文部分内容阅读
橡胶及其复合材料的摩擦学研究一直是人们关注的热点，丁腈橡胶(NBR)是最重要的胶种之一，具有优异的综合性能，特别是在摩擦学领域的应用非常广泛。
本论文结合实际应用需求，从NBR的合成开始，利用先进的橡胶复合材料制备新工艺，制备出了具有优异物理机械和摩擦学综合性能的NBR复合材料。利用栓.盘式摩擦磨损试验机，考察了结合丙烯腈含量、硫化剂用量、材料制备方法、填料种类以及试验条件(速度、载荷、润滑介质)等对丁腈橡胶及其复合材料摩擦磨损性能的影响，并利用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)等分析测试方法，探讨了NBR及其复合材料的摩擦磨损机理。
研究工作得到了以下主要结论：
1)NBR的摩擦系数随载荷和速度的升高而降低；磨损随载荷增大而升高，随速度增大先降低后升高。与干摩擦相比，水和液体石蜡介质下的NBR具有更低的摩擦磨损。
2)低速低载下，NBR主要发生分子链断裂，高速高载下，NBR发生了分子链断裂以及氧化等摩擦化学反应。
3)NBR的物理机械强度是影响其摩擦磨损性能的重要因素，高强度的NBR具有较低的磨损。
4)聚氯乙烯(PVC)可以显著降低NBR的摩擦磨损。PVC在摩擦过程中起到了润滑剂的作用，降低了NBR/PVC的摩擦系数和磨损。适量的PVC减小了NBR的破坏单元，是导致材料具有较低磨损的重要原因。
5)制备方法对NBR复合材料的摩擦磨损性能有重要影响。与机械共混法相比，乳液共沉法制备的NBR复合材料强的界面结合力和良好的分散性是其具有较低摩擦磨损的主要原因。
6)芳纶纤维和纳米二氧化钛等填料可以显著降低NBR的摩擦和磨损，填料起到了降低材料滞后摩擦和减小NBR破坏单元的作用。纳米二氧化钛具有比微米二氧化钛更好的改性效果。