纳米二氧化钛/玻璃鳞片协同增强环氧树脂的耐磨性研究

摘要

[目的]环氧树脂（EP）复合材料虽有良好的力学性能和化学稳定性，但脆性大、摩擦因数高、耐磨性差，使其难以满足运动摩擦部件的性能要求。[方法]通过向EP基体中添加改性纳米TiO₂和玻璃鳞片（GF）制备了TiO₂/GF/EP复合材料，研究了纳米TiO₂添加量对复合涂层性能的影响。采用扫描电子显微镜（SEM）和傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）对涂层的断面形貌和分子结构进行了表征。[结果]利用KH-550硅烷偶联剂对纳米TiO₂进行改性处理消耗了其表面大量的羟基，有效减少了纳米TiO₂的团聚。GF和改性纳米TiO₂与EP基体的界面相容性良好，TiO₂/GF/EP复合涂层的致密性与纯EP涂层相比明显提高。对于添加了相对于EP质量4%的纳米TiO₂和30%的GF的复合涂层，其显微硬度比纯EP提高了46.8%，摩擦因数和磨损后的质量损失分别比纯EP减小了46.1%和52.0%。[结论]改性纳米Ti O₂和GF共同作为填料加入，可使EP的显微硬度和耐磨性得到明显提高，摩擦因数明显减小，综合性能得到提升。

关键词

环氧树脂 / 纳米二氧化钛 / 玻璃鳞片 / 复合材料 / 改性 / 显微硬度 / 摩擦学行为