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提高高分子材料耐磨性能的方法有哪些?

发布日期:2018-01-14 作者:翊成网络z 点击:

  人造草坪与天然草坪相比有很多优点,主要是因人造草丝的成分高分子材料有很多优点,但高分子存在负载能力差、导热性差、热变形温度低、尺寸不稳定等缺点,因此对研究高分子材料进行改性,以扩大其在减摩耐磨材料中的应用范围及扩展应用条件,即提高运动草坪的耐磨性对提高草坪的使用寿命及其维护是十分必要的。

  在已有的研究中主要的改性方法有:高分子的结构改性、填充纤维增强材料、微米级无机颗粒增强材料及纳米粒子改性复合材料。下面将对这三个方面分别进行展述。

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  早期的研究表明,纤维填充高分子材料具有优良的力学性能。随着高分子材料应用领域的扩展,利用纤维填充来增强高分子材料摩擦磨损性能的研究也越来越引起重视并取得了很多成果。一般来说,纤维作为硬质支点,在摩擦过程中承载了主要的压力,从而降低了材料的摩擦系数和磨损率。

  另一方面,纤维的断裂和脱落既会造成磨损的质量损失也会形成硬质磨屑,从而对材料的摩擦磨损性能带来负面影响。纤维填充高分子复合材料的磨损主要有四种方式[11]:材料基体的磨损;纤维的滑动磨损;纤维的断裂;纤维的拔出。因此,在纤维填充高分子复合材料的摩擦磨损性能研究中,影响复合材料性能的主要有纤维的体积含量,作为填料的纤维的种类,纤维排列与摩擦方向的关系及纤维与基体之间的界面强度。

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  纤维填充高分子复合材料的磨损性能对含量的影响,是随着纤维含量增加抗耐磨性能逐渐提高,当含量达到一定程度后抗耐磨性能会随着含量增加逐渐减小,即纤维素的含量对提高高分子复合材料耐磨性存在一个最佳的含量。Arkles等[12]研究表明,当体积含量增加到15%以上时,磨损率不再随含量的提高而下降。ahadur等也发现10%纤维增强聚酯的磨损率最低,且材料的磨损率也相应地降低。分析认为:当纤维含量过低时,纤维因拉伸或剪切而断裂,增强效果并不明显;而纤维含量过高,纤维磨损断裂的碎片以及纤维从基体中脱离增多、破坏了复合材料和偶件之间形成的转移膜,从而导致磨损增加。


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