PI、CNTs填充PTFE摩擦磨损性能的分子动力学分析

doi:10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.10.006

塑料科技 ›› 2025, Vol. 53 ›› Issue (10) : 30 -33. DOI: 10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.10.006

王帅, 葛正浩, 王超宝, 张晓亮, 王浩宇

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摘要

采用分子动力学（MD）模拟法研究不同质量分数的聚酰亚胺（PI）和质量分数为5%的碳纳米管（CNTs）填充聚四氟乙烯（PTFE）复合材料的摩擦学性能。首先，建立PTFE、5%CNTs/PTFE、5%CNTs/不同质量分数的PI/PTFE复合材料的无定型模型（PI的质量分数为5%、10%、15%、20%、25%），构建复合材料与铁的摩擦副模型，进行限制性剪切来计算复合材料的摩擦学性能。模拟结果显示：当填充质量分数为5%的CNTs时，与PTFE相比，复合材料摩擦系数及磨损率均有所下降，在此基础上填充质量分数为10%的PI时，复合材料摩擦因数降低6.7%、磨损率降低11.6%。通过分析摩擦界面温度、沿厚度方向原子相对浓度和界面处的径向分布函数，从原子角度揭示了PI和CNTs对PTFE材料的影响机理。