耐磨损性

工具使用寿命的指标

耐磨损性是指产品或者工具对于磨损性伤害的大小，伤害小的叫耐磨，伤害大的则不耐磨。他是工具使用寿命的一个重要指标。

提高方法

具有高自润滑性和高耐磨损性尼龙树脂的制备方法，以尼龙树脂、超高分子量聚乙烯树脂、低分子量聚烯烃蜡、脂肪酸酰胺类表面活性剂为原料，将所列组分按一定比例混合后，经螺杆挤出机，在一定温度下熔融混炼、造粒而成。发明的方法可解决制品在低载荷下发生表面熔融，只能在低速低负荷条件下使用的问题；降低尼龙树脂的摩擦系数，在无油自润滑的条件下长期使用；改善尼龙树脂的耐磨损性能，提高其使用寿命。

碳纳米管径对复合物耐磨损性的影响

对MWC-NTs进行酸化处理，采用原位本体聚合方法制备复合板，用砝码质量法评价复合板的耐磨损性。研究结果表明：混酸处理后，MWCNTs在MMA中的分散稳定性得到明显提高，L-MWNTs-4060在PM-MA中分散得最好，L-MWNTs-60100分散得最差；L-MWNTs-4060型碳纳米管复合板的耐磨损性最好，L-MWNTs-60100型的最差；而L-MWNTs-1030和L-MWNTs-2040型的介于其两者中间。

耐磨损性能分析

随碳纳米管含量的增加，4种复合板的耐磨损性能均提高，在约1%处达最大值；L-MWNTs-4060 /PMMA的耐磨损性能最高，砝码质量为86g；L-MWNTs-60100/PMMA的耐磨损性能最低，砝码质量为80g，L-MWNTs-1030/PMMA和L-MWNTs-2040/PMMA的处于中间。可见，4种复合物的耐磨损性与MWCNTs标称管径间无明确规律可循。

当碳纳米管超过约1%之后，耐磨损性能不再增加。不再增加的原因可能是因为碳纳米管在有机玻璃板中发生了团聚，而使复合板中实际分散开来的碳纳米管的数量减少。

L-MWNTs-60100/PMMA复合板的耐磨损性能最低的可能原因是碳纳米管L-MWNTs-60100发生了团聚，在 PMMA中的分散不是很好，从而影响了复合物性能。

断面电镜观察

比较碳纳米管质量分数为1%时L-MWNTs-1030、 L-MWNTs-2040、 L-MWNTs-4060和 L-MWNTs-60100 /PMMA复合物的断面电镜图 (5000倍 ).可以看出，L-MWNTs-4060型碳纳米管是这四种中在PMMA中分散最好的，碳纳米管能比较均匀地分散于PMMA中，未出现团聚；L-MWNTs-60100分散不是很好,局部发生了团聚。而L-MWNTs-1030和L-MWNTs-2040也有少量的团聚，但团聚的面积不大。

碳纳米管在PMMA中分散的好坏，直接影响其复合材料的耐磨损性能。这可能是导致L-MWNTs-4060 /PMMA复合板耐磨损性最好，而导致L-MWNTs-60100/PMMA复合板耐磨损性最低的原因。

原位聚合纳米的制备与耐磨损性

考察了纳米SiO2/PMMA复合体系的耐磨损性。采用原位本体聚合方法制备纳米SiO2/PMMA复合板，使用扫描电镜和光学显微镜对纳米SiO2及其复合物进行观察，采用砝码质量法测试复合物的耐磨损性。电镜观察结果表明：纳米SiO2较为均匀地分散在PMMA基体中，并被PMMA所包覆，包覆物的粒径介于30～100nm之间。耐磨损性测试结果表明：纳米SiO2的加入可提高PMMA复合物的耐磨损性和耐划痕性；当纳米SiO2用量为1.0%时，复合物的耐磨损性能提升39.7%.

纳米SiO2含量对耐磨损性的影响

采用砝码质量法对不同纳米SiO2含量的试样耐磨损进行测试，可见，纯PMMA板的砝码质量为63g；随着纳米SiO2含量的增加，PMMA板耐磨损性能提高；在约1.0%处达到最大值：砝码质量88g,耐磨损性能提升了39.7%.此后，耐磨损性略有降低。

纳米复合材料的耐磨损性和耐划痕性

依据物理化学作用增强增韧机理，由于纳米材料具有小尺寸效应和表面效应，纳米 SiO2可以通过物理作用或化学作用，改善与PMMA基体之间的相容性。因而提升了纳米SiO2/PMMA复合材料的耐磨损性和耐划痕性。依据微裂纹化增强增韧机理，当纳米SiO2含量适中时，在PMMA基体中无机相团聚的机会相对较少，并且PMMA玻璃化转变对无机相成长的抑制作用较强，从而使纳米SiO2趋向均匀分散在PMMA基体中。在这种情况下，当基体受到外力作用时，由于刚性无机粒子的存在，会产生应力集中效应，容易激发周围树脂基体产生微裂纹 (或银纹 ),吸收一定形变功，同时纳米粒子之间的基体会产生屈服和塑性形变，吸收一部分能量。此外，由于刚性无机粒子的存在会使基体树脂裂纹扩展受阻、钝化，阻碍了内部结构的大面积破坏，从而提升材料的耐磨损性、耐划痕性。

依据裂纹与银纹相互转化增强增韧机理，由于纳米粒子的粒径小、比表面积大，使其可与聚合物基体充分的吸附键合，增强了SiO2粒子与基体间的界面粘接力，从而提升复合物的性能。但是，当SiO2粒子含量高于一定比例后，粒子间的团聚机会增加，PMMA玻璃化转变带来的对无机相成长的抑制作用减弱，SiO2粒子在基体中发生团聚，团聚体会在基体中形成了大量的缺陷。由于这些缺陷的存在，基体在外力的作用下会产生更大、更多的银纹或塑形形变，微裂纹会发展成为宏观开裂，导致体系性能变差，因此随着纳米SiO2含量的继续增加，PMMA复合材料的耐磨损性和耐划痕性反而降低。

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