玻璃纤维增强聚乙烯复合材料力学及摩擦性能的研究

       本文制备了结构一性能不同的纤维增强聚乙烯基复合材料，研究了纤维含量及纤维取向对聚乙烯基复合材料力学性能和摩擦性能的影响。实验结果表明：纤维含量及取向对玻纤增强的聚乙烯基复合材料的摩擦磨损性能影响较大。沿垂直纤维方向摩擦时磨损量最少，沿平行玻纤方向摩擦时摩擦系数u最低。玻纤含量为30%的聚乙烯基复合材料耐磨性好，摩擦系数低，综合力学性能优良，是一种有应用前景的高分子抗磨材料。
        高密度聚乙烯和超高分子量聚乙烯，由于分子结构规整，具有特殊的摩擦学性能。前期工作中，我们报导了聚乙烯的材料特性如支链长度、分子量、结晶度、密度、硬度、强度、表面粗糙度等与摩擦系数的关系以及滚动和滑动摩擦过程中的工况条件如载荷、振动频率、振幅、速度、摩擦副接触方式等对聚乙烯基体树脂摩擦学性能的影响。由于聚乙烯的耐热性不高，硬度低、对热比较敏感、易蠕变。单一的聚乙烯材料往往难于满足受载、高速等特殊工况条件的要求，往往需要通过共混复合进行改性。在前文中，我们将高密度均聚聚乙烯f PE_2100J)与不同形态、性质的填料共混复合制备了结构一性能谱不同的聚乙烯系列复合材料，考察了填料的形态、性质对聚乙烯基复合材料力学性能和摩擦学性能的影响。结果表明：填料的形态、性质和含量影响复合材料的力学性能，进而影响其摩擦磨损性能。当填料含量相同时，纤状填料对材料力学性能和摩擦学性能改善最明显。而层状填料的改性效果则较差。各向同性填料改性的聚乙烯基复合材料具有相近的摩擦系数和磨损性能。
       本文则进一步研究纤维增强聚乙烯基复合材料的摩擦磨损性能，考虑到玻璃纤维的价格比较便宜，具有不燃、耐腐蚀，拉伸强度高，同时，玻纤还具有在沿纤维方向的热膨胀系数小，即使受温度的变化，尺寸稳定性也好等特点。所以以玻璃纤维作为增强材料。重点研究纤维含量及取向对聚乙烯基复合材料力学性能和摩擦学性能的影响。

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