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PPS/PES基减磨复合材料的研制

作　者: 李融峰
导　师: 龙春光
学　校: 长沙理工大学
专　业: 材料学
关键词: 聚苯硫醚合金晶须减磨材料
分类号: TQ320.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

聚苯硫醚(PPS)是一种性能优异的特种工程塑料,具有优良的耐热性、阻燃性,耐腐蚀性,电绝缘性,和力学强度高等优点。然而PPS脆性大,冲击强度低的缺点限制了其使用领域。本论文选用另一种高性能的特种工程塑料聚醚砜(PES)通过熔融共混-模压成型,成功制备了PPS/PES合金以及钛酸钾晶须(PTW)与聚四氟乙烯(PTFE)填充PPS/PES合金复合材料;借助力学性能测试手段考察了合金及复合材料拉伸性能,弯曲性能和冲击性能;利用摩擦磨损试验系统研究了合金及复合材料摩擦学性能;利用扫描电子显微镜观察分析了复合材料断口表面和磨损表面形貌,并分析了磨损机理。论文的主要结论如下:(1)确定了PPS/PES合金及PTW/PTFE/PPS/PES复合材料模压成型的工艺参数:成型温度320℃;成型压力8MPa;保温时间30min;脱模温度80℃.实验表明模压成型制备PPS/PES合金及PTW/PTFE/PPS/PES复合材料是可行的。制得的样品表面光滑,容易脱模,质量良好。(2)PES提高了PPS的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度,并改善了PPS的韧性。合金材料的摩擦系数在PPS/PES=60/40时达到最小。PPS/PES合金的磨损量随着PES含量的增加而减少,其磨损机理由严重的粘着磨损加磨粒磨损转变为轻度的粘着磨损。(3)热分析结果表明PPS/PES合金材料中两相玻璃化温度相互靠近,说明PPS/PES共混体系是一类具有部分相容性的多相复合体系。PES的加入提高了PPS的玻璃化温度和熔点,从而提高了合金材料的使用温度。(4)PTW填充到PPS/PES合金中提高了其拉伸、弯曲和冲击强度,在晶须含量20%时,各项强度均达到最大值。PTW有效降低PPS/PES合金的摩擦系数并减小了磨损量。在PTW含量为15%时,复合材料的摩擦系数和磨损量达到最小值。(5)10%的PTFE填充到PTW/PPS/PES复合材料中一定程度降低了材料的强度,但有效的减小了摩擦系数和磨损量。PTFE在摩擦时能有效的形成转移膜,从而减小摩擦和磨损。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-26
  1.1 引言  10-11
  1.2 聚苯硫醚及其复合材料应用与研究现状  11-18
    1.2.1 聚苯硫醚简介  11-12
    1.2.2 聚苯硫醚树脂的应用现状  12-14
    1.2.3 聚苯硫醚的改性研究  14-18
  1.3 本研究中所用的其他材料简介  18-20
    1.3.1 聚醚砜树脂  18
    1.3.2 钛酸钾晶须  18-19
    1.3.3 聚四氟乙烯  19-20
  1.4 摩擦磨损理论  20-24
    1.4.1 摩擦理论  20-22
    1.4.2 磨损理论  22-24
  1.5 本课题研究的意义和目的  24
  1.6 本课题研究的内容  24-26
第二章实验部分  26-31
  2.1 材料的制备  26-28
    2.1.1 试验原料  26
    2.1.2 试验设备  26
    2.1.3 材料制备工艺流程  26-27
    2.1.4 模压工艺参数的确定  27-28
  2.2 力学性能测试  28-29
    2.2.1 拉伸强度  28
    2.2.2 弯曲强度  28
    2.2.3 冲击强度  28-29
  2.3 摩擦学性能测试  29
  2.4 热学性能测试  29-31
第三章 PPS/PES 合金的研究  31-40
  3.1 引言  31
  3.2 实验配方  31
  3.3 PPS/PES 合金的力学性能分析  31-33
  3.4 PPS/PES 合金的摩擦学性能分析  33-36
  3.5 PPS/PES 的热学性能分析  36-38
  3.6 小结  38-40
第四章晶须增强 PPS/PES 复合材料的研究  40-51
  4.1 引言  40
  4.2 晶须增强 PPS/PES 合金复合材料的力学性能分析  40-43
  4.3 晶须增强 PPS/PES 合金复合材料的摩擦学性能分析  43-46
    4.3.1 摩擦磨损性能检测及结果  43-44
    4.3.2 摩擦性能分析  44-45
    4.3.3 磨损机理分析  45-46
  4.4 PTFE 对PTW/PPS/PES 复合材料性能的影响  46-49
    4.4.1 复合材料的力学性能研究  46-48
    4.4.2 复合材料的摩擦学性能  48-49
  4.5 小结  49-51
结论  51-53
参考文献  53-56
致谢  56-57
附录（攻读硕士学位期间发表的论文）  57

PPS/PES基减磨复合材料的研制

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