聚甲醛摩擦学改性研究进展_修改稿_

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1、聚甲醛的摩擦学改性研究进展冯云成，魏刚*，段宏基，杨雅琦，张建群（西华大学材料科学与工程学院，成都610039）摘要：本文综述了近年来聚甲醛（POM）摩擦学改性的各种方法及其摩擦磨损性能与机理。重点讨论了聚合物共混、无机粒子填充、添加润滑剂、添加金属粉末、纤维增强、多元复合以及化学改性对聚甲醛复合材料摩擦磨损性能的影响。关键词：聚甲醛；工程塑料；摩擦学；改性中图分类号：文献标识码：A文章编号：ResearchadvancesintribologicalmodificationofpolyoxymethyleneFENGYun-cheng，WE

2、IGang，DUANHong-ji，YANGYa-qi，ZHANGJian-qun（CollegeofmaterialSci.&Eng.，XihuaUniversity，Chengdu610039，China）Abstract：Afewtribologicalmodificationmethodsandfriction-wearproperties&mechanismofpolyoxymethylenecompositesarereviewed.Inthefieldsofblendingwithotherpolymers，fillingwit

3、hinorganicparticles，lubricantagentsandmetalpowders，reinforcingwithfibers，compoundingwithmulti-componentsandmodifyingbychemicalwayaremostlydiscussedfortribologicalmodificationofpolyoxymethylene.Keywords：polyoxymethylene；engineeringplastics；tribology；modification聚甲醛（POM）是五大通用

4、工程塑料之一，具有良好的抗蠕变性、自润滑性、耐磨性以及优良的力学性能，广泛应用于机械、汽车、仪器仪表、电子等领域作为减摩耐磨零部件。但普通POM只适用于低速、低载以及PV值较低的条件，因此必须对POM进行摩擦学改性，使其用于更高温度、速度和压力环境。通过将POM与其他聚合物共混、添加各种无机粒子和润滑剂，或将几种改性组分并用等方法来获得高性能化POM减摩耐磨复合材料，已有较多报道。本文综述了POM摩擦学改性的研究进展，并讨论各种改性方法对摩擦磨损性能的影响。1聚合物共混改性对聚合物摩擦学性能而言，不同聚合物之间共混是改善其摩擦磨损性能的有效方

5、法之一。聚甲醛与聚合物共混，主要是由于聚合物可偏析在POM表面，使摩擦形式部分转化为添加的聚合物表面与摩擦副表面之间的摩擦，或是因其分散在POM相中，以其局部的减磨效果和整体上的网络效果限制摩擦副表面较尖锐部分的磨损或磨粒对POM表面的嵌入，既降低了POM表面的摩擦阻力，又抑制犁切裂纹及疲劳磨损。为使复合材料达到比较好的减摩耐磨性能，在材料的选取上尽量选择摩擦系数比POM小，耐磨性比POM好的聚合物与之共混，如PTFE、PI、Ekonol、UHMWPE及硅树脂等。目前，国内外普遍采用POM与PTFE共混的方法来改善POM的摩擦学性能。S.Od

6、i-Owei等[1]利用模压成型制备出POM/PTFE复合材料并研究其摩擦学特性后得出结论，纯POM几乎不能在对偶上形成转移膜，其摩擦磨损性能基本上取决于对偶面的形貌，而POM/PTFE复合材料的摩擦系数则与对偶面的形貌无关，但磨损量则取决于对偶面的表观形貌。当添加15%PTFE时，复合材料摩擦系数降低至0.15，磨损量略低于纯POM。H.Benabdallah等[2]对比研究了POM中分别填加玻纤、PTFE纤维和PTFE微粉复合材料的摩擦学性能。结果表明，PTFE纤维与POM共混时能更有效的变形取向，在载荷为15N，摩擦速度为0.1m/s干

7、摩擦条件下，复合材料的摩擦系数降至0.2，比磨损量减少到4×10−5mm3/（Nm）。Chiang等[3]为改善PTFE/POM复合材料的亲和性，使PTFE均匀分布在POM中，对PTFE进行了THF萘钠溶液腐蚀处理。处理过的PTFE（CPTFE），起到了偶联和细化晶核的作用。当CPTFE加入量为10%时，CPTFE/POM共混体系的力学性能最好；当CPTFE含量大于20%时，复合材料的磨损量随CPTFE用量的增加而增加。这是由于此时向对偶转移生成PTFE膜的速度加快，而单纯PTFE膜的耐磨性较差，造成磨损量增加。徐卫兵等[4]将经过增容增韧改

8、性后的POM与PTFE共混，对合金的力学性能、加工性能和摩擦磨损性能进行了研究。发现PTFE加入量的增加，复合材料的力学性能和加工性能变差，但由于PTFE转移膜的存