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碳纳米管、石墨的高分子修饰及其润滑性能研究

刘益锋  
【摘要】:近年来,纳米粒子用作润滑添加剂日益引起人们的重视,并成为纳米摩擦学的热点研究内容之一。在节省能源和资源成为中心的环境问题之时代,水基润滑添加剂的开发日益引起社会的关注。 本文通过分子设计,采用溶液聚合的方法,合成出了碳纳米管/聚丙烯酰胺(CNTs/PAM); 采用乳液聚合的方法,合成出了石墨/聚丙烯酸乙酯(石墨/PEA)、石墨/聚丙烯酸丁酯(石墨/PBA)两种均匀稳定的复合乳液。采用FTIR、UV、RF、TEM等对产物进行了结构表征与微观形貌分析。 采用四球摩擦磨损实验机,考察了CNTs/PAM、石墨/ PEA、石墨/ PBA 这三种衍生物作为润滑添加剂与OPZ 基础液复配后的润滑性能,并用扫描电镜或金相显微镜对使用该润滑液下的钢球磨斑形貌进行了观察分析,发现: 第一、加入一定量的润滑添加剂,可有效的改善基础液的润滑效果,使其承载能力和抗磨性能都有很大的提高,浓度过大,承载能力和抗磨性反而下降。 第二、润滑添加剂,能够大大的缩短基础液的磨合时间,能够使复配液较快的达到磨合期。 第三、不含CNTs、石墨的均聚物添加到基础液中,润滑效果不如含CNTs、石墨衍生物。这表明CNTs、石墨的加入对润滑起到了一定的作用。 根据纳米粒子抗磨添加剂作用机理,推测CNTs/PAM 和石墨/高分子衍生物的乳液粒子可以起到支承负荷“滚珠轴承”的作用和“第三体”抗磨的作用,从而能有效地提高减磨和抗磨能力。


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