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1、混杂纤维增强PA66复合材料扶正器的研究王晓刚,范伟光*,刘喜明*,董喜洋,关勋,董洁摘要：采用注塑工艺制备了不同含量碳纤维/玻璃纤维混杂增强PA66复合材料，并在模拟高含水及高腐蚀两种井况下分别进行摩擦磨损和线膨胀系数对比实验，最终筛选了15%CF-20%GF和20%CF-20%GF两种纤维混杂配比增强PA66为主的新型扶正器，利用扫描电子显微镜对材料的磨擦表面及冲击断口进行了观察与分析，发现混杂纤维经过硅烷偶联剂处理后，玻璃纤维与尼龙基体的相容性明显优于碳纤维与尼龙基体的相容性。关键字：混杂纤维增强；复合材料；扶正器AnInvestigationonHybridFiberReinforce
2、dPA66CompositesCentralizerWangXiao-Gang,FanWei-Guang*,LiuXi-Ming*,DongXi-Yang,Guan-Xun,Dong-Jie(SchoolofmaterialsscienceandengineeringofChangchunUniversityofTechnology,Changchun130012,China)Abstract:Differentcontentofcarbonfiber/glassfiberhybrid-reinforcedPA66compositematerialswaspreparedusinginject
3、ionmoldingprocess,andfrictionandwearexperimentsandlinearexpansioncoefficientcontrastex-perimentweremadeundertwodifferentsimulatedconditionsofhighwatercutandhighcorrosion,Finallyscreensthehybrid-reinforcedPA66underthefiberratioof15%CF-20%GFand20%CF-20%GFastwokindsofthematerialofcentralizer,Thewearsur
4、faceandtheimpactfractureofthematerialwasobservedandanalyzedusingscanningelectronmicroscope(SEM),Itwasfoundthat,thecompatibilityoftheglassfiberandnylonsubstrateissuperiortothecompatibilityofcarbonfiberandnylonmatrix,afterthehybridfibertreatedwithsilanecouplingagent.Keywords:hybridfiberreinforced;comp
5、ositematerials;Centralizer1.前言：在油田的有杆泵抽油设备中，扶正器是和抽油杆配套的一个关键部件。由于油泵柱塞在下冲程时阻力增大或者斜井而导致抽油杆发生弯曲，使抽油杆柱与油管内壁频繁发生摩擦，产生抽油杆柱偏磨现象，使杆柱强度减弱，造成频繁检泵。扶正器在服役过程中，不但要承受较大的摩擦力和冲击力的作用，同时还受到工作环境中砂子、粉尘、酸、碱、盐及厌氧菌微生物等的腐蚀。因而实际工况要求扶正器须具有高的耐磨性、抗冲击性和耐复杂环境腐蚀等性能。特别是现在油田开采进入注水开发期，随着综合含水量的不断上升，油井腐蚀程度日趋严重。这不仅造成了油井减产或停产，增加维护工作量，而且导致
6、井内管杆磨损、断裂，甚至管杆落井，增加了作业施工的难度[1]。目前油田上采用的扶正器材料多为尼龙和玻璃纤维增强尼龙，但由于尼龙6分子具有强极性，故吸水率大，耐磨性、耐温性下降，影响尺寸稳定性；而玻璃纤维增强尼龙材料随着玻璃纤维的加入也增加了复合材料的脆性和摩擦系数，加入量过大（超过40ѡ%）时，过多的纤维会导致复合材料的流动性变差，使其注塑难度加大，成型困难，而且制品会出现严重的纤维外露和各向异性的实际应用问题。国外为解决此类问题，常采用高性能聚氨酯类工程塑料加工制造扶正器，但造价特别高，加工工艺复杂，产品易于出现缺陷。因此，改善抽油杆扶正器专用材料的防偏磨及耐腐蚀性能对于我国采油发展具有十分
7、重要意义。本研究运用碳纤维（CF）和玻璃纤维（GF）复合增强技术对PA66进行增强改性处理，在充分利用混杂纤维复合优势的基础上，兼顾GF的价格优势和CF优良的耐磨性能[9]，采用注塑工艺制备了CF/GF增强尼龙66复合材料，其纤维含量分别为（质量分数）20%GF、10%CF-20%GF、15%CF-20%GF、20%CF-20%GF,并测试其在模拟井下环境中的耐磨性和热膨胀性能。2.实验材料及方法
