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《河南科技大学》 2011年
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聚双环戊二烯复合材料的力学及摩擦学性能研究

张春飞  
【摘要】:聚双环戊二烯(PDCPD)是一种综合性能非常优良的热固性工程塑料,由单体(DCPD)开环易位聚合并通过反应注射成型工艺制得的一种新型的聚合物材料。它具有耐化学腐蚀性,高抗冲击等优良性能,因此,PDCPD作为工程塑料在很多领域得到广泛应用。但PDCPD具有的性能还不能满足耐磨领域的需求。令人兴奋的是,在聚合物中添加常规无机填料或聚合物微粉可以改善聚合物基体的很多性能,如材料的强度、硬度、韧性和耐磨性等。目前,在PDCPD中加入填料研究其摩擦学性能的报道较少。 本文用乙烯基三甲氧基硅烷(DB-171)对膨胀石墨进行了表面处理;采用甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)和5-降冰片烯-2-羧酸(NCA)对纳米二氧化硅进行了表面接枝修饰,得到表面改性的膨胀石墨(TEG)和功能化的纳米二氧化硅。应用较为成熟的WCl_6-AlEt_2Cl催化体系,制备出不同填料含量的TEG/PDCPD复合材料和功能化的纳米SiO2/PDCPD复合材料。另外,还采用聚乙烯蜡(PEW)作为填料制备出了PEW/PDCPD复合材料。使用电子万能材料试验机和冲击仪对所制材料进行机械性能测试;使用MM-200型摩擦磨损实验机和气氛高温摩擦磨损试验机(QG-700)对材料进行磨擦性能测试。其中,重点研究了材料的耐磨性能,根据试样磨损表面的扫描电镜(SEM)微观形貌,探讨了不同填料含量的复合材料的磨损机理。 结果表明,PEW和TEG对PDCPD均具有较好的增强增韧作用。PEW含量为3wt%时,复合材料获得较好的拉伸性能和弯曲性能,而含量为1wt%时,材料有最大冲击强度;偶联剂改性石墨含量为0.5wt%时,复合材料的力学性能得到很好改善;填料含量较高时,功能化的纳米二氧化硅导致材料的力学性能下降。就耐磨性能而言,PEW、TEG和功能化的纳米二氧化硅均能不同程度地提高PDCPD复合材料的抗磨损性能。磨损机理主要为疲劳磨损和磨粒磨损。需要指出的是,填料团聚是导致复合材料力学和耐磨性能下降的重要原因之一。
【学位授予单位】:河南科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TQ325.1

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