聚酰亞胺(PI)基復(fù)合材料 PI分子主鏈中具有十分穩(wěn)定的酰亞胺芳雜環(huán)結(jié)構(gòu)，高溫下具有其它特種工程潤(rùn)滑材料所不可比擬的優(yōu)良綜合性能，其拉伸強(qiáng)度可達(dá)200 MPa,且耐熱性和耐輻射性好，在高溫、高真空及輻照下穩(wěn)定，揮發(fā)物少。其中熱塑性PI長(zhǎng)期使用溫度一般在-240～260 ℃，熱固性PI長(zhǎng)期使用溫度可達(dá)300 ℃以上[43]。PI具有良好的機(jī)械性能，摩擦性能僅次于PTFE，在與金屬干摩擦?xí)r，可向?qū)ε济姘l(fā)生轉(zhuǎn)移，起到自潤(rùn)滑作用，并且靜摩擦因數(shù)與動(dòng)摩擦因數(shù)很接近，防止爬行的能力好。 在實(shí)際應(yīng)用中，為了充分發(fā)揮和利用聚酰亞胺的優(yōu)異特性，常常通過(guò)改性或增強(qiáng)技術(shù)來(lái)制備PI基自潤(rùn)滑復(fù)合材料或者聚合物合金。將PTFE與PI復(fù)合加工成減摩材料，可較大幅度的改善復(fù)合材料的減摩性能。黃麗等[44]考察了共混方式對(duì)PTFE/PI復(fù)合材料的摩擦性能影響，通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，采用氣流粉碎共混方式所得的試樣的沖擊強(qiáng)度比簡(jiǎn)單機(jī)械共混試樣提高5.3%，摩擦系數(shù)與磨痕寬度分別降低6.3％和7.4％。這是由于在沖擊作用下，復(fù)合材料中較大的PTFE顆粒周?chē)菀桩a(chǎn)生應(yīng)力集中而引發(fā)材料的破壞，而經(jīng)過(guò)氣流粉碎共混后，PTFE粒徑變小，分散更均勻，相對(duì)應(yīng)力集中較弱，因此材料的沖擊強(qiáng)度有所提高。同時(shí)，采用氣流粉碎共混之后，PTFE顆粒粒徑減小，數(shù)量增多，更有利于向摩擦面轉(zhuǎn)移，縮短材料達(dá)到摩擦動(dòng)態(tài)平衡的時(shí)間，從而提高了材料的摩擦磨損性能。 為了得到理想的摩擦磨損性能，人們用石墨、MoS2以及玻璃纖維對(duì)PI進(jìn)行改性。楊生榮等人[46]通過(guò)離子注入的方法對(duì)PI進(jìn)行改性來(lái)提高材料的耐磨性，如分別將N+和Fe+離子注入芳香PI薄膜，結(jié)果降低了鋼對(duì)PI膜的摩擦系數(shù)。這是由于離子加入可以有效的改善PI膜的自潤(rùn)滑性能，提高聚合物的硬度，增大交聯(lián)度，降低其與鋼摩擦?xí)r的粘著，從而提高聚合物的耐磨性。此外，離子注入過(guò)程中通常會(huì)在被注入物質(zhì)的表面形成一層極薄的無(wú)定型碳膜，同時(shí)也起到一定的潤(rùn)滑作用。 多相復(fù)合填充PI基體表現(xiàn)出很好的協(xié)調(diào)作用。PI復(fù)合材料的摩擦磨損性能強(qiáng)烈依賴(lài)于填充材料的組分，其中填充硬質(zhì)納米Si3N4粒子、短碳纖維和石墨的PI復(fù)合材料的摩擦磨損性能在被試材料中為*好。同時(shí)，在不考慮填充組分條件下，滑動(dòng)速度對(duì)PI復(fù)合材料的摩擦學(xué)性能也有很大的影響。在較高的載荷和滑動(dòng)速度下，PI復(fù)合材料仍能表現(xiàn)出良好的摩擦學(xué)性能。在同樣PV值條件下，PI復(fù)合材料在較低載荷和較高滑動(dòng)速度時(shí)的摩擦磨損性能更好。另外，PI復(fù)合
材料在不同潤(rùn)滑條件下，其摩擦磨損行為也有顯著差異。在油潤(rùn)滑條件下的摩擦學(xué)性能比干摩擦條件下的更好；而水潤(rùn)滑條件下的摩擦學(xué)性能要比干摩擦條件下的差，這主要是不同條件下PI復(fù)合材料的磨損形式發(fā)生變化所致 |
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