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PEEK摩擦學(xué)研究分享

發(fā)布時(shí)間:2021/03/12

隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展,對(duì)于高分子材料性能的要求越來(lái)越高,而在高分子材料中PEEK材料由于其高強(qiáng)、高模、耐磨等特性得到醫(yī)療、電子半導(dǎo)體等行業(yè)的廣泛認(rèn)可。耐磨性的提高是近年來(lái)客戶對(duì)于PEEK及其改性材料的關(guān)注熱點(diǎn)。

將PEEK與其他材料進(jìn)行共混改性,可提高其耐熱性能和耐摩擦磨損性能,PEEK的主要改性方法有如下幾種方式:1)無(wú)機(jī)填料改性;2)纖維類增強(qiáng)改性;3)聚合物共混改性及表面改性等。接下來(lái),將對(duì)以上三類的研究進(jìn)行分享。

一、無(wú)機(jī)填料改性

王齊華等[1]使用納米SiC改性PEEK的耐磨性能,其研究結(jié)果表明,該種復(fù)合材料在于金屬對(duì)磨時(shí)會(huì)產(chǎn)生輕微的黏著轉(zhuǎn)移和疲勞磨損。納米顆粒尺寸的不同會(huì)造成不同的摩擦效果,粒徑較小會(huì)形成性能優(yōu)良的轉(zhuǎn)移膜,耐磨性也更好。

適當(dāng)?shù)氖褂脽o(wú)機(jī)填料改性PEEK材料,無(wú)機(jī)填料不僅可以提高材料的熱穩(wěn)定性而且能提高摩擦面的聚合物轉(zhuǎn)移膜效果。但是,無(wú)機(jī)填料的逐步增加耐磨性會(huì)出現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì),同時(shí)過(guò)多的無(wú)機(jī)填料也會(huì)使得PEEK改性材料表現(xiàn)出更明顯的脆性,使用上會(huì)出現(xiàn)一定的限制。摩擦磨損實(shí)驗(yàn)

二、纖維類增強(qiáng)改性

碳纖維和玻璃纖維與PEEK之間表現(xiàn)了優(yōu)良的親和性,成為纖維增強(qiáng)PEEK的代表。纖維增強(qiáng)PEEK不僅可以提高材料的力學(xué)性能,同時(shí)還可以改善材料的摩擦學(xué)性能。

南京理工大學(xué)吳欣鑫[2]研究了碳纖維增強(qiáng)PEEK材料的熱力學(xué)性能和摩擦磨損性能。其結(jié)果表明在PEEK粉末中加入不同添加量和種類的碳纖維(Unoxidized或Oxidized )均能有效的提高復(fù)合材料的耐磨損性能,并且隨著添加量的增加CF/PEEK復(fù)合材料磨損率的變化趨勢(shì)基本相同,均是先逐漸減小后增加,只是變化的幅度不同。


摩擦磨損實(shí)驗(yàn) CF-PEEK變化


三、聚合物共混改性及表面改性

有機(jī)材料共混是開發(fā)新材料的重要方法,有機(jī)材料共混物可以通過(guò)簡(jiǎn)便的方法得到,而所得的材料卻具有混合組分所沒有的綜合性能。

PEEKFE20材料(PTFE與PEEK按照2:8的比例進(jìn)行混合改性)與純PEEK材料相比,其摩擦系數(shù)在摩擦過(guò)程中較為穩(wěn)定,且耐磨性提高5-8倍。



PEEK5600G摩擦系數(shù) PEEKFE20摩擦系數(shù) PEEK磨損量


引用:

[1] 王齊華,薛群基,沈維長(zhǎng).納米SiC和微米SiC填充聚醚醚酮的磨損機(jī)理研究[J].功能材料,1999,29(5):558-560.

[2] 吳欣鑫.碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮復(fù)合材料及其摩擦磨損性能研究[D].南京理工大學(xué),2012


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