超高摩尔质量聚乙烯复合材料摩擦磨损性能研究.pdf

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1、第42卷第3期塑料工业2014年3月CHINAPLASⅡCSINDUSTRY氧化石墨烯／超高摩尔质量聚乙烯复合材料摩擦磨损性能研究术朱杰，倪自丰，陈国美，赵治安，黄国栋，李庆忠(江南大学机械工程学院，江苏无锡214122)摘要：采用改进的Hummer法制备了氧化石墨烯(GO)，采用溶液共混法制备出氧化石墨烯／超高摩尔质量聚乙烯(GO／UHMWPE)复合材料。研究了GO／UHMWPE复合材料的拉伸力学性能和摩擦磨损性能；通过扫描电子显微镜(SEM)观察复合材料的磨损表面，并对其磨损机理进行分析。结果表明，GO的添加提高了G

2、O／UHMWPE复合材料的屈服强度和拉伸强度，降低了其断裂伸长率，其中，当GO质量分数为0．1％时效果最佳；GO填料改善了UHM—WPE的抗磨损性能，当GO质量分数为0．1％时，磨损率最低，相比未填充时降低了38．5％。关键词：氧化石墨烯；超高摩尔质量聚乙烯；力学性能；摩擦磨损性能DOI：10．3969／j．issn．1005—5770．2014．03．018中图分类号：TQ325．12文献标识码：B文章编号：1005—5770(2013)03—103—04InvestigationofTribologicalPrope

3、rtiesofGO／UHMWPECompositeMaterialsZHUJie，NIZi‘feng，CHENGuo’mei，ZHAOZhi—an，HUANGGuo’dong，LIQing。zhong(SchoolofMechanicalEngineering，JiangnanUniversity，Wuxi214122，China)Abstract：Grapheneoxide(GO)waspreparedbyadvancedHummermethod．Grapheneoxide／ultrahighmolecularweig

4、htpolyethylene(GO／UHMWPE)compositeswerepreparedbysolutionblendingmethod．Tribologicalpropertiesandtensilepropertieswereinvestigated．Moreover，thewearmechanismsandtribologicalsurfaceofGO／UHMWPEcompositeswerediscussed．TheresultsshowedthattheadditionofGOimprovedtheGO／

5、UHMWPEcompositematerialintheyieldstrengthandtensilestrengthaspects．Italsoreducedtheelongationatbreak．WhenGOcontentwas0．1wt％，thetensilepropertiesofGO／UHMWPEcompositematerialshadtheoptimalperformance；GOfillerimprovedthewearresistanceofUHMWPE．WhentheGOcontentwas0．1w

6、t％，thewearratewasthelowest．ComparedwithUHMWPEmaterial，thewearratedecreasedby38．5％．Keywords：GrapheneOxide；UltraHighMolecularWeightPolyethylene；MechanicalProperties；FrictionandWearProperties超高摩尔质量聚乙烯(UHMWPE)是一种线型WPE，成为弥补UHMWPE缺陷和不足的重要方法。结构的常用热塑性工程塑料，具有优异的物理性能和不同的碳纳

7、米材料，如炭黑、碳纳米管以及石力学性能，包括超高的抗拉压性能、耐磨性能、耐冲墨烯等，可以作为聚合物的填充物，增强聚合物击性能、自润滑性能、吸水率低、耐低温耐化学药品的力学性能和摩擦学性能。腐蚀、不易黏附等特点，其优良的特性使UHMWPE石墨烯由英国曼彻斯特大学物理学教授Geim在纺织、化学、造纸、食品、包装、机械等领域得到等在2004年由石墨上剥落发现以来，经过近几年广泛的运用¨。但UHMWPE由于其分子链较长，实验研究发现其具有优越的热力学性能。氧化石墨烯且缠绕严重等自身结构的因素，导致其熔体的流动性(GO)是石墨烯的

8、衍生产物，是一种功能化石墨烯，差，与其他工程塑料相比，表面硬度低、抗磨粒磨损基本结构与石墨烯一致为二维平面结构，其中存在含性能差。因此发展UHMWPE复合材料和改性UHM—氧功能基团，包括上下表面层含有大量的羟基和环氧国家自然科学基金(51305166)，江苏省自然科学基金(BK20130143)作者简介：倪自丰，男