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传统的电梯传动轮为铸钢件,通过钢丝绳牵引电梯上升下降,钢丝绳和传动轮之间为钢-钢摩擦,不但噪音大而刺耳,而且磨损量大,使用年限短,增加了生产和维护成本。而单体浇铸尼龙(MC尼龙)因其密度小,制备的电梯传动轮质量比铸钢件轻、韧性好、冲击强度大、噪声小,能够使电梯平稳的运行。但是MC尼龙产品尺寸稳定性差、耐磨性差、表面电阻率和体积电阻率较大,在和钢对磨时磨损较快,且表面易积聚静电荷,一旦积聚的静电荷量超过周围环境气体的击穿场强时,会产生静电放电,发生爆炸、火灾、电击等危害。因此有必要对MC尼龙改性,提高其摩擦磨损性能和抗静电性能,以满足电梯传动轮的需要。 本文首先研究了不同种类的引发剂用量、活化剂用量及模具温度对合成的MC尼龙性能的影响,并通过差示扫描量热仪(DSC)研究了其对MC尼龙熔点及结晶度的影响,确定出综合性能较优的MC尼龙合成工艺和配方。然后选择了纳米Al2O3、纳米SiO2两种无机填料对MC尼龙进行填充改性,考察了填料品种、用量和偶联剂用量对MC尼龙复合材料体系力学性能和摩擦磨损性能的影响,并通过扫描电子显微镜观察MC尼龙纳米复合材料断面形貌,进而确定纳米填料填充改性MC尼龙的配方和工艺。考察抗静电剂种类及用量对MC尼龙的表面电阻率和体积电阻率的影响,并研究了其对MC尼龙力学性能的影响,进而确定出抗静电性能较好、力学性能兼优的MC尼龙配方。 结果表明,引发剂种类及用量、活化剂用量和模具温度对MC尼龙熔点的影响不大,而对结晶度的影响均呈先上升后下降的趋势。而对MC尼龙力学性能影响的变化趋势基本一致,不同的是使用量上的差别。随着引发剂用量和活化剂用量的增加,MC尼龙的拉伸性能、弯曲性能、邵氏硬度呈现先增大后减小的趋势,缺口冲击强度呈下降趋势;而随着模具温度的升高,断裂伸长率有增大的趋势,拉伸强度和弯曲强度呈先增高后降低的趋势,缺口冲击强度呈一直减小的趋势。 实验结果表明硅烷偶联剂KH560的最佳处理用量为纳米填料用量的1.5%。表面改性过的无机纳米填料填充改性MC尼龙,制得的MC尼龙纳米复合材料随填料用量的增加,拉伸性能和弯曲性能呈先上升后下降的趋势,邵氏硬度有一个缓慢下降的趋势,而缺口冲击强度缓慢上升,当纳米Al2O3用量为0.5%~1.75%之间时力学性能较好,纳米SiO2用量为0.5%~1.0%时力学性能较好。磨损率随着纳米填料用量的增大先减小后增大,纳米SiO2用量为1.0%时,磨损率比基体树脂降低了44.67%;纳米Al2O3在用量为1.25%时,磨损率比基体树脂降低了23.92%;复合材料的摩擦系数在添加填料后比纯MC尼龙的摩擦系数稍高,在填料用量较少时,摩擦系数变化不大,当填料用量超过一定量时,摩擦系数逐渐增大。纳米SiO2和Al2O3对MC尼龙的摩擦磨损性能有一定的增强作用。加入抗静电剂后有效的降低了表面电阻和体积电阻率,且在一定的用量范围内,对力学性能有一定的增强作用。