几种纤维织物复合材料的制备、改性及其摩擦学性能研究

来源 :中国科学院兰州化学物理研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:itartan
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
纤维织物复合材料是一类新型的功能复合材料,其在高技术领域具有广泛的应用前景。本论文选择碳纤维织物、Nomex纤维织物、玻璃纤维织物以及玻璃纤维/聚四氟乙烯(PTFE)纤维织物材料作为研究对象,主要研究了这几种纤维织物复合材料的制备方法及其摩擦磨损性能,纤维织物的表面改性对纤维织物复合材料的结构、摩擦学性能和力学性能的影响,固体润滑剂、含氟聚合物和纳米微粒改性对纤维织物复合材料的结构、摩擦学和力学性能的影响;并系统地考察了多种环境因素(如载荷、速度及温度等)对纤维织物复合材料的摩擦学性能和摩擦磨损机理的影响。本论文取得的主要研究结果如下:   1.通过反复的工艺筛选试验,确定了适用于几种纤维织物复合材料制备的浸渍一刷涂、加压固化等成型工艺;成功地制备了玻璃纤维织物复合材料、碳纤维织物复合材料、Nomex纤维织物复合材料及玻璃纤维/PTFE纤维织物复合材料。   2.采用不同表面处理方法对几种纤维织物进行表面处理,可导致相应的纤维织物复合材料的结构、摩擦磨损性能、磨损机理及力学性能等产生明显改变;由经不同表面改性处理后的纤维织物所制备相应的纤维织物复合材料在其结构、力学性能和摩擦磨损性能等方面存在差异,这主要取决于纤维织物本身的性质差异以及不同表面处理方法对纤维织物结构和性能影响的差异。对碳纤维织物进行硝酸氧化、等离子体处理和阳极氧化能够提高碳纤维与粘结树脂之间的结合力,改善相应的纤维织物复合材料的力学性能和摩擦学性能;对Nomex纤维织物进行表面刻蚀、接枝活性化学基团及等离子体处理能够有效地改善Nomex纤维织物复合材料的结构和摩擦学性能;对玻璃纤维织物进行硅烷化处理和空气等离子体处理可以显著改善玻璃纤维与粘结树脂的结合界面,提高玻璃纤维织物复合材料的摩擦学性能;对玻璃纤维/聚四氟乙烯纤维织物进行等离子体处理或采用不同硅烷偶联剂进行改性处理,可有效地改善玻璃纤维/聚四氟乙烯纤维织物复合材料的结构整体性和摩擦学性能。   3.固体润滑剂、含氟聚合物和纳米颗粒改性对几种纤维织物复合材料的结构、摩擦磨损性能、磨损机理和力学性能有非常重要的影响,而且其对不同纤维织物复合材料性能的影响趋势不同。部分固体润滑剂和纳米微粒能够有效地改善某种纤维织物复合材料的结构、摩擦学性能和力学性能;而另一部分固体润滑剂和纳米微粒却不利于某种纤维织物复合材料的结构、摩擦学性能和力学性能的改善。这种差别主要取决于四个方面:其一为固体润滑剂和纳米颗粒本身的特性,比如其是否具有优良的力学性能和减摩、耐磨性能;其二为固体润滑剂和纳米微粒对改性的纤维织物复合材料结构的影响;其三为固体润滑剂和纳米颗粒在摩擦过程中是否发生化学反应或起某种特殊抗磨作用;其四为固体润滑剂和纳米颗粒填充的复合材料在摩擦偶件表面形成转移膜的特性。   4.不同的纤维织物复合材料具有不同的结构、摩擦磨损性能和磨损机制,这主要取决于几种纤维织物的物理化学性能以及几种纤维织物同粘结树脂之间的结合力。在摩擦过程中,无机纤维织物复合材料如碳纤维和玻璃纤维织物复合材料中的无机纤维主要发生脆性断裂,而有机纤维织物复合材料如Nomex纤维织物复合材料和PTFE纤维织物复合材料中的有机纤维则主要发生变形和韧性断裂。   5.载荷、速度及环境温度等对几种纤维织物复合材料的摩擦磨损性能和磨损机理具有显著影响。一般而言,在苛刻的摩擦磨损条件下,比如在高温和高载荷条件下,几种纤维织物复合材料均会因纤维织物与粘结树脂结合界面的解离而发生严重的疲劳磨损和磨粒磨损;而在缓和的摩擦磨损条件下,纤维织物复合材料一般仅发生轻微的疲劳磨损和粘着磨损。与此同时,纤维织物表面改性处理和填料填充改性亦对不同条件下纤维织物复合材料的摩擦磨损性能和和磨损机理有重要影响。
其他文献
对野生型水稻进行缺Cu2+和Zn2+处理,利用定量RT-PCR技术分析OsNARAMP家族不同基因的表达情况,并采用ICP-MS技术检测在水稻根、茎叶中Fe、Zn、Cu和Mn等元素的积累情况。结果表
从19世纪40年代到20世纪50年代末,重庆市出现了一批形态优美、体现重庆人文历史的优秀建筑,既有公馆、教堂,也有民居、学校等.重庆市政府对这些建筑的保护相当重视,通过摸底
钙钛矿太阳能电池因其高的光电转化效率和低廉的成本,成为第三代太阳能电池中最具商业应用前景的光伏技术。但是,钙钛矿太阳能电池在走向市场前仍然面临许多挑战。其中如何进一步提高器件效率,并大幅改善器件的长期稳定性最为关键。为了解决上述两个科学问题,我们从组分工程、界面工程和光学调控三个角度对钙钛矿薄膜和单晶开展了系统研究,目标是实现制备高效率、稳定的钙钛矿太阳能电池。主要研究内容和结果如下:1、钙钛矿太
学位
低价态元素有机硅和锗化合物的合成和反应化学是主族元素化学的研究前沿,该领域仍存在许多挑战性的课题。由于含低价态元素的物种具有较小的HOMO-LUMO能级差,因而显示出很高的反应活性。如何建立有效的非常规方法来合成得到这些物种,进而研究他们的反应化学,是目前研究的热点。近年来,受阻Lewis酸碱对体系(FLPs)的小分子活化反应化学得到广泛研究,结合低价态元素和受阻Lewis酸碱对反应化学是主族元素
学位
本论文中合成了三类离子型表面活性剂,包括具有不同疏水链长和联接基团的pH敏感型磺酸盐Gemini表面活性剂、含有酰胺基团或酯基的可降解阳离子季铵盐型Gemini表面活性剂,以及Ge
学位
转移膜的形成及与对偶表面的结合状态是摩擦学材料的重要参数,也是材料呈现润滑性的重要表现。前人对转移膜的研究大多采用直观观测和元素分析等手段来获取转移膜存在的证据,而
随着液晶显示技术的快速发展,对于液晶材料的研究和开发也变得越来越活跃。通过降低分子的对称性是近年来设计具有复杂超分子液晶结构的有效方法,而构建香蕉形分子已证明是降低
聚氨酯(PU)材料具有较好的综合性能,但在其发展过程中存在进一步提高性能以及面临同其它材料激烈竞争的严峻形势,因此开发具有特殊性能的聚氨酯成为该领域研究的前沿内容。本文
采用电喷雾多极串联质谱技术,对正、负离子条件下人参中的皂苷类化合物的碎裂机理、苷元类型和糖基的种类、连接顺序及连接位点的信息进行了系统的研究。并用高效液相色谱一电
Ullmann偶联是目前有机合成中的一种重要反应,通过它能够高效地合成C(aryl)-C、C(aryl)-O、C(aryl)-S和C(aryl)-N偶联产物,在农药、医药、化工原料、高分子材料以及生命科学等