多壁碳纳米管改性超高分子量聚乙烯的摩擦学性能

高分子材料科学与工程, 2015, 31(8): 62-67.

多壁碳纳米管改性超高分子量聚乙烯的摩擦学性能

陈雾 ^1, , 段海涛 ^2, , 顾卡丽 ^3, , 向亚玲 ^4, , 商宏飞 ^5, , 李健 ^6,

1.武汉材料保护研究所,湖北武汉430030;材料表面保护技术湖北省重点实验室,湖北武汉430030

2.武汉材料保护研究所,湖北武汉430030;材料表面保护技术湖北省重点实验室,湖北武汉430030

3.武汉材料保护研究所,湖北武汉430030;材料表面保护技术湖北省重点实验室,湖北武汉430030

4.武汉材料保护研究所,湖北武汉430030;材料表面保护技术湖北省重点实验室,湖北武汉430030

5.清华大学摩擦学国家重点实验室,北京,100084

6.武汉材料保护研究所,湖北武汉430030;材料表面保护技术湖北省重点实验室,湖北武汉430030

基金项目: 武汉市青年科技晨光计划(2013070104010032) 国家自然科学基金资助项目(51275361)

关键词：超高分子量聚乙烯 , 多壁碳纳米管 , 分子动力学模拟 , 摩擦磨损 , 结合能

Tribological Properties of MWNTs Reinforced UHMWPE Composites

Keywords： ultra high molecular weight polyethylene , multi-wall carbon nanotubes , molecular dynamics simulation , friction and wear , binding energy

将多壁碳纳米管(MWNTs)以不同浓度与超高分子量聚乙烯(UHMWPE)粉料共混,通过热模压成型的方法制备MWNTs/UHMWPE复合材料.利用分子动力学模拟对MWNTs/UHMWPE复合材料的粘附机理进行了深入研究,并预测出MWNTs对UHMWPE的摩擦学性能的改性作用;通过摩擦磨损试验系统研究了不同质量分数MWNTs对UHMWPE复合材料摩擦学性能的影响.结果表明:MWNTs可以作为有效填料用以制备UHMWPE复合材料;随着MWNTs含量的增加,MWNTs/UHMWPE复合材料表面硬度有少量增加,摩擦系数的变化并不显著;当MWNTs质量分数为0.3％时,复合材料表现出较小的摩擦系数和优异的抗磨性能.

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