水润滑条件下填充氟化石墨对超高分子量聚乙烯复合材料的减摩耐磨性能研究

杨飞; 韦志强; 黄国栋; 曹澍

doi:10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2024.11.004

塑料科技 ›› 2024, Vol. 52 ›› Issue (11) : 19 -23. DOI: 10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2024.11.004

理论与研究

水润滑条件下填充氟化石墨对超高分子量聚乙烯复合材料的减摩耐磨性能研究

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Study on Friction Reduction and Wear Resistance of Ultra High Molecular Weight Polyethylene Composites Filled with Fluorinated Graphite Under Water Lubrication Conditions

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摘要

利用球磨混合和热压成型方法制备高性能的超高分子量聚乙烯/氟化石墨（PE-UHMW/GrF）复合材料。通过接触角测量设备、拉伸试验机和摩擦磨损试验机分别研究复合材料的湿润性、力学性能和水润滑环境下的摩擦学性能。结果表明：添加氟化石墨（GrF）能够显著降低复合材料的亲水性能。添加少量的GrF能够显著提升复合材料的力学性能。当GrF的质量分数达到1.0%时，复合材料的弹性模量、屈服强度和断裂强度比PE-UHMW分别增加39.13%、15.19%和6.60%。在水润滑环境中，GrF在超高分子量聚乙烯（PE-UHMW）基体中起到减小摩擦系数和磨损率的作用。当GrF的质量分数为0.5%时，复合材料的摩擦系数降到最低值0.023 3。GrF提高了PE-UHMW复合材料的抗磨损性能，其磨损机理主要为疲劳磨损。随着GrF添加量的增加，复合材料的抗疲劳磨损的性能逐渐增强。