改性超高分子量聚乙烯的摩擦磨损性能研究
改性UHMWPE塑料的磨粒磨损性能研究
化学 试 剂 厂 )
二
氧 化硅 ( 分 析纯
、
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安 全 卫 生 及 自润 滑 性 等性 能
，
损 性 能 变化 规 律
获得较 优异 的 填 充改
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天 津 市 富宇 精 细 化 工 有 限 公 司 ) ( 分析纯
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关键 词
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超 高分 量 聚 乙 烯
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超高分子量聚乙烯摩擦磨损特性
一 一
×Ｐ
式 中：——摩擦系数 ；
— —
摩擦功 ；
Ｒ——对磨钢轮的半径 ； Ｐ—— 载荷 。
１ ２ 试样 ， 能厦 制 作 ． 陆
说明 Ｕ Ｍ Ｅ对 硬质颗 粒 耐磨性 不佳 ， Ｈ ＷＰ 且粒 度越 大， 磨损越 厉害 。这 主要 是 由于 Ｕ Ｍ Ｅ硬度 不 Ｈ ＷＰ 高 ， 硬质 Ｓ 在 ｉ Ｃ磨粒 的连续些裂纹 沿着表 面层和次表
３ ， Ｈ ＷＰ ） Ｕ Ｍ Ｅ的磨损量 比 １０ Ｎ时相对要 大 ， 损 ０ 磨 量 随时 间变化的曲线与 １０Ｎ时的曲线形状基本相 ０ 似． 只是稳定磨损阶段不如 １０Ｎ时稳定 ， ０ 其磨损量 随时 间的延长相对要大 。从 图 ２ 图 ３可知 ， 、 磨痕宽 度开 始时 随时间延长增加很快 ， 而后较缓慢 ， 这可能
１ ５ 钢靶 ； － 表面喷涂 １ ６ ｌ Ｓ Ｃ钢轮 ； —４ ２ ０ Ｌ ｉ 皿
３ 一表 面喷 涂 ３０ ｍ Ｓ ０ ｉ Ｃ钢靶 图１ Ｕ Ｍ Ｐ Ｈ Ｗ Ｅ对不 同对磨件 的磨损 情况
用显 微镜 测量 ， 其最 小刻 度 为０ ０ ｌ ； ．１ ｎｉ 对磨 件 为 ｌ １ １６ Ⅱ３ ０ ０ 、 金 刚砂 （ｉ ） ０ ＳＣ 喷涂 的钢轮和 ４ ５ 钢
４ ３
ｍｎ ｉ 的条件下 ， ０— ０ｍｉ 间磨损处 于跑合期 ， 从 １ ｎ期 Ｕ Ｍ Ｅ的磨损量 随时问延长 而不断 增大 ； ２ Ｈ ＷＰ １ ０— ０
４０
３０
，
一
ａ 时磨损处于稳定期 ， 间随时 间的延 长 ， ｒｎ ｉ 其 其磨 损 量增加不大 ； ｎ后磨损 量随时问 延长而有较 大 ２ ｍｌ ０ 增加 。而在载荷为 １０ Ｎ 转速相 同的情况下 （ ３ 、 见图
超高分子量聚乙烯与45钢的摩擦磨损特性研究
超高分子量聚乙烯与45钢的摩擦磨损特性研究赵新泽;刘凡华;汪杰【摘要】在MMW-1万能摩擦磨损试验机上完成了超高分子量聚乙烯(UHMWPE)与45钢的摩擦磨损试验,研究了载荷和转速对其摩擦磨损特性的影响.结果表明:UHMWPE与45钢对磨时,20 N、320 r/min试验条件下摩擦系数最小,为0.04;50 N、320 r/min试验条件下摩擦系数最大,为0.81;相对轻载低速条件下主要存在磨粒磨损,相对重载高速条件下主要存在粘着磨损.%The friction and wear test between the ultrahign molecular weight polyethylene(UHMWPE) and 45 steel is finished on the MMW-1 universal friction and wear tester. The effects of speed and load on the friction and wear properties of UHMWPE is studied. The results show that when the friction and wear happened between UHMWPE and 45 steel, the minimum friction coefficient is 0. 04 under the conditions of speed of 320r/min and the load of 20 N; and the maximum friction coefficient is 0. 81 under the conditions of load of 50 N and speed of 320 r/min; and that it mainly happened abrasive wear under the relatively low speed and light load conditions; and it mainly happened adhesive wear under the relatively heavy load and high speed conditions.【期刊名称】《三峡大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(033)002【总页数】3页(P85-87)【关键词】UHMWPE;45钢;摩擦磨损特性;试验参数【作者】赵新泽;刘凡华;汪杰【作者单位】三峡大学机械与材料学院,湖北宜昌443002;三峡大学机械与材料学院,湖北宜昌443002;三峡大学机械与材料学院,湖北宜昌443002【正文语种】中文【中图分类】TH117.1超高分子量聚乙烯(UHMWPE)由于具有优异的耐磨性(钢铁的8～9倍)、耐冲击性(聚碳酸脂PC的2倍;丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS的5倍;聚甲醛POM的15倍)、耐化学性和优良的消音性以及低摩擦系数等,在生物医学、微电子、化工机械等高新科技领域以及粮食加工,纺织机械等行业中已经得到越来越广泛的应用[1-3].近年来,国内外许多学者用销盘摩擦副对其摩擦磨损性能进行了试验研究,但销盘摩擦副在重载高速条件下存在失稳卡死等现象,本文对此问题进行了改进设计,探讨了干摩擦条件下不同转速和载荷对UHMWPE摩擦磨损性能的影响.1 试验部分1.1 试样制备将UHMWPE粉末倒入全自动热压镶嵌机(BUEHLER Simplimet 1000)中加热至180℃,保温保压20 min,冷却15 min后取出,尺寸为25 mm× 5mm×15mm,再用800目水砂纸打磨试样表面至粗糙度为1.6,作为上试样片.对磨件45钢外形尺寸φ 120mm×3mm圆盘,HRC50,用800目水砂纸打磨试样表面至粗糙度为0.8,作为下试样盘.试验前用丙酮超声清洗试样表面10min,干燥后置于干燥器中待用.1.2 试验过程利用济南试金集团生产的MMW-1摩擦磨损试验机完成试验.如图1(a)为原销盘摩擦副,下试样环上加工有一个盲孔与底座的短销进行配合定位,但在重载高速条件下,下试样环由于受载不对称容易发生翘曲,导致摩擦副出现失稳现象,甚至卡死.本文对此进行了改进,在设计夹具上装夹3个UHMWPE上试样片以保证对45钢下试样盘的加载对称,从而保证试验结果精确可靠,如图1(b)所示.图1 改进前后的摩擦副对比摩擦系数μ=T/(P◦r).式中,μ为摩擦系数;T为摩擦力矩(N◦m);P为载荷(N);r为摩擦半径(m).试验参数:转速200r/min、260r/min、320r/min,相对滑动线速度为0.96m/s、1.25 m/s、1.54m/s;载荷20N、50N、80N.根据试验参数的组合进行9次试验,每次试验总转数达10000转时停止,用HMV-1T显微硬度图像测量分析系统观察试样摩擦表面微观形貌.2 结果与讨论2.1 结果分析根据上述9组试验参数进行摩擦磨损试验,当试验转数达到10000转时,摩擦磨损已进入相对稳定阶段,记录此时的摩擦系数,结果如图2所示.由图2可以看出,随着载荷和转速的增加,摩擦系数总体呈现变大的趋势.当试验载荷逐渐增大时,转速相对较低(200 r/min)条件下摩擦系数的变化范围为0.08～0.27;但在转速相对较高(320 r/min)条件下摩擦系数出现了不规律变化,先从0.04增大至最大值0.81,后来又减小至0.55,表明了UHMWP的摩擦特性受转速的影响较大.图2 不同载荷和转速条件下的摩擦系数图3(a)所示为轻载低速条件下的摩擦系数-时间曲线,从图中可以看出,在0～600 s 期间磨损处于磨合期,摩擦系数逐渐减小.两摩擦副平面接触时,真正的接触只发生在个别粗糙峰(即微凸体)的顶部,当发生相对运动时,这些微凸体阻碍其运动使摩擦受到阻力较大,摩擦系数较高,大小约为0.56.随着时间的延长,摩擦表面上会形成一层润滑薄膜,可以减小试样间的摩擦力[4].此外,材料间不断的磨合使试样微观凹凸不平的表面逐渐变平,摩擦系数逐渐降低,摩擦开始进入稳定磨损阶段.直到转至10000圈时摩擦系数一直保持稳定而未出现明显变化,大小约为0.10.表明UHMWP在载荷20N、转速200 r/min条件下其摩擦特性良好并且非常稳定.当载荷和转速逐步增大,摩擦系数-时间曲线如图3(b)所示.在0～300s内,摩擦系数逐渐降低,从0.18降至0.16,随后摩擦系数一直呈线性增大,当转至10 000圈时摩擦系数仍然在变大,摩擦系数为0.31.此组试验条件下开始阶段的摩擦特性同轻载低速条件相似,摩擦系数都出现了降低,两者原因一致,都是因为在开始阶段,摩擦表面存在微观凹凸不平的表面,随着磨损时间的延长,这些微凸体逐渐磨平、阻力逐渐减小从而使摩擦系数降低.但此时载荷、转速较前者大,试验过程中会产生更多的摩擦生热,经过温度感应器检测到温度上升了约50℃,但轻载低速条件下前后温度没明显变化.经过多组试验数据曲线可以发现,当载荷、转速逐步增大时,温度均出现了上升,且摩擦系数也变大.由于UHMWPE是一种半结晶性的热塑性工程塑料,存在晶区和无定形区两相.当预热处理温度高于平衡熔点Tf时,在冷却过程中, UHMWPE内无定形区将会向结晶态转变;同时预热处理温度升高和时间延长会使高聚物产生热降解和氧化分解,最终会达到一个降解作用和结晶作用的动态平衡过程.此时温度升高,UHMWPE材料的结晶作用减弱,导致了其耐磨性降低[5].图3 不同试验参数下的摩擦系数-时间曲线当载荷和转速调到80 N、320 r/min时,摩擦系数-时间曲线如图3(c)所示.同前面两者一样,摩擦系数在开始阶段都会逐渐减小,当降至一定程度时又开始逐渐变大.在重载高速情况下其摩擦特性与前者相比存在明显不同,在900～1 200 s内,摩擦系数突然急剧增大,随后又快速下降,先从0.48增加到0.83,又从0.83降低到0.63,摩擦系数曲线出现一个明显的尖峰,随后摩擦系数缓慢减小.重载高速条件下摩擦所产生大量热能,经过检测,在900～1 000 s温度升至最高值约为200℃,而UHMWP熔点为130～136℃.当UHMWP表面温度升高会导致表面软化,两试样表面更加紧密粘黏在一起,真实接触表面积增加,摩擦粘着分量变大,摩擦力也变大[6],因此摩擦系数升高.当温度继续升高至UHMWP熔点,材料表面会出现熔融情况,在摩擦力的作用下使这些熔融部分出现了位错滑移,高温部分“搬移”到其他地方后,此处温度降低,摩擦系数开始出现降低.试验结束后观察UHMWP试样,发现试样直角棱边处出现了多余不规则形状的试样材料,如图4所示,证明在摩擦过程中UHMWP确实出现了熔融,材料出现了转移.2.2 表面形貌观察图5比较了3种典型条件下UHMWP试样的摩擦表面形貌.从(a)和(b)可以看出试样表面存在明显犁沟,由于UHMWP硬度比45钢小,在摩擦过程中45钢粗糙表面的凸峰嵌入UHMWP对其进行切削作用,切削下来的磨屑充当第三体发生了磨粒磨损.图(c)中磨损区域分布不均匀、无规律,且形状不规则.这是由于在高速重载情况下UHMWP试样表面温度升高,材料发生软化并且熔融紧密粘着在对磨材料表面.而UHMWP表面能较低,粘着在对磨材料表面的转移膜在滑动磨损剪切应力的作用下发生剥落,存在粘着磨损.图4 试验后的UHMWP试样图5 典型条件下UHMWP的摩擦表面形貌3 结论(1)在轻载低速条件下,UHMWP摩擦特性较好且稳定性强.(2)UHMWP摩擦系数受载荷、转速的影响较大,一般随着载荷、转速的增大而增大,并且温度也会随之升高.(3)相对轻载低速条件下主要存在磨粒磨损,相对重载高速条件下主要存在粘着磨损.参考文献:[1] 马超.超高分子质量聚乙烯的应用[J].辽宁化工, 2006,35(3):165-166.[2] 张知先.合成树脂与塑料牌号手册(上册)[M].北京:化学工业出版社,2006.[3] 吴培熙,张留成.聚合物共混合金[M].北京:化学工业出版社,2004.[4] 郭建良,雷毅,余炎群.销盘试验中影响超高分子量聚乙烯摩擦学性能的主要因素分析[J].润滑与密封, 2005,167(1):109-111.[5] 徐佩弦.高聚物流变学及其应用[M].北京:化学工业出版社,2003.[6] 郭治天,熊党生,葛世荣.不锈钢表面粗糙度对超高分子量聚乙烯摩擦磨损性能的影响[J].理化检验-物理分册, 2001,37(9):369-372.。
改性超高分子量聚乙烯树脂的研制
第10卷第12期Vo l .10,No .12宜宾学院学报J ou rnal of Yibin Un i versity2010年12月Dec .,2010收稿日期3修回作者简介沈若冰(5),男,江苏泰州人,硕士,主要从事高分子复合材料等方面的研究改性超高分子量聚乙烯树脂的研制沈若冰(泰州机电高等职业技术学校,江苏泰州225300)摘要:研制了一种改性超高分子量聚乙烯(UHMWPE)树脂,研究了二硫化钼、纳米石墨、超细滑石粉、乙撑双硬脂酸酰胺(EB S)和聚四氟乙烯树脂以及过氧化苯甲酰对超高分子量聚乙烯树脂性能的影响.结果表明:二硫化钼和纳米石墨对超高分子量聚乙烯树脂的耐磨性能和自润滑性能有显著影响,二硫化钼和纳米石墨用量各占3%时,改性超高分子量聚乙烯树脂可以达到很好的耐磨和自润滑效果.在超高分子量聚乙烯树脂中加入超细滑石粉,可以提高超高分子量聚乙烯树脂的硬度,加入乙撑双硬脂酸酰胺可以提高超高分子量聚乙烯树脂的流动性能,加入过氧化苯甲酰可以提高超高分子量聚乙烯树脂与聚四氟乙烯、二硫化钼、纳米石墨、超细滑石粉的交链作用.关键词:超高分子量聚乙烯树脂;二硫化钼;纳米石墨;超细滑石粉;乙撑双硬脂酸酰胺(EBS);聚四氟乙烯树脂;过氧化苯甲酰;改性超高分子量聚乙烯树脂中图分类号:T Q325.1 文献标志码:A 文章编号:1671-5365(2010)12-0094-03M an ufa ctur e of M od if i ed UHMW PE Re si n S H EN Ruo 2bing(Ta izhou H igher Voca tional School of Mechan ical and Electrica l Technology,Taizhou 225300,China)Ab stract:A modified u ltra 2high molecu lar weight po lyethylene (U H MWPE )resin was devel op ed .The ef fect of the molybdenu m d isu lfide,the nano 2graph ite,the fine talcum powder,the ethylene bis stear a m ide (EBS )and PTFE r esin,and the benz oyl p er ox 2ide on the p r operties of UH MWPE resin was r esearched.The result shows that the mo lybdenum disulfide and nano 2gr aph ite has sa 2lience eff ect on w ear resistance and self 2lubricating p r operties of UHM WPE r esin .W hen mo lybdenum d isulfide and nano 2gra p hite a moun t each is to 3%,the mod ified UHM W PE resin is ab le t o achieve good w ear resistance and self 2lubricating eff ect .I n the UH 2MWPE r esin by add ing fine talcum po w der,it is able to incr ease the hardness of UHM W PE resin,adding the ethylene bis stear 2a m ide is able to i mp r ove the flo w perf o r mance of UHM W PE resin,adding benz oyl p er oxide is able to increase the UH MWPE resin and PTFE,the molybdenu m disu lfide,the nano 2gr ap hite,the fine talcum powder in terlinking effect .K ey wor ds:UHM W PE resin;molybdenu m d isulfide;nano 2gr aph ite;fine talcu m po wder;ethylene b is steara mide (EBS);PTFE r esin;benz oyl p er oxide;mod ified UHM WPE resin 超高分子量聚乙烯(UHM W PE )树脂[1]是一种综合性能优异的热塑性工程塑料材料,它具有密度低(仅为钢的1/8)、耐化学性能优良,可以耐≤37%浓度的盐酸、<75%浓度的硫酸、<20%浓度的硝酸,并且能够耐碱、耐盐和常用的有机溶剂,它的耐候性能以及耐低温性能较好(在自然条件下使用寿命可达30年),材料的价格还比较便宜,由于该材料磨擦系数小,表面不易结垢,所以该材料特别适用于原油和泥浆等材料的输送.此外,该材料还广泛用于轨道交通、矿山、造纸、化工等领域,用于齿轮、阀门、密封填料、人工关节、滑雪板等产品的制造.虽然超高分子量聚乙烯树脂具有如上优点,但是该材料却还存在着许多缺点,如它的热变形温度和表面硬度低,刚性差,耐蠕变性低,膨胀系数大,流动性能极差以及成型加工非常困难[2-3].当将超高分子量聚乙烯树脂用于生产油田输送管道的时候,该材料的许多性能还不能满足生产要求.为了能够生产出性能优良的油田输送管材,需要对超高分子量聚乙烯树脂进行了改性,研制出耐磨、耐温、自润滑超高分子量聚乙烯树脂[4-5].改性超高分子量聚乙烯树脂是由超高分子量聚乙烯树脂添加二硫化钼、纳米石墨、超细滑石粉、乙撑双硬脂酰胺(EBS )和聚四氟乙烯树脂以及过氧化苯甲酰加工而成,在超高分子量聚乙烯树脂中加入二硫化钼、纳米石墨、超细滑石粉以及乙撑双硬脂酰胺后,其材料的熔融状态的粘度也由原来的110PaS 下降至75PaS,硬度由原来的邵:2010-07-1.:2010-10-24:197-氏65A提高至邵氏85A,热变形温度由原来的80℃提高至118℃,膨胀系数由原来的1.5×10-4下降至3.6×10-5,超高分子量聚乙烯树脂改性后它的熔融状态的粘度降低了,邵氏硬度和热变形温度得到提高,膨胀系数降低了,树脂的综合性能得到改善和提高,可以满足制造油田原油输送管材的要求.本实验研制了改性超高分子量聚乙烯树脂,研究和探讨了二硫化钼、纳米石墨、超细滑石粉、乙撑双硬脂酰胺(EBS)和聚四氟乙烯树脂以及过氧化苯甲酰对超高分子量聚乙烯树脂的热性能和耐磨性能以及自润滑性能的影响.1 实验部分1.1 主要原料超高分子量聚乙烯树脂(分子量350万):北京助剂二厂;二硫化钼(纯度99%,细度0.5μm):上海申雨工贸有限公司;纳米石墨(规格<400nm):青岛华泰润滑密封科技有限公司;超细滑石粉(规格3000目):辽宁省海城市诚信微细目石粉厂;聚四氟乙烯树脂:江苏梅兰集团;乙撑双硬脂酰胺(EBS,规格HC2WAX2002):常州可赛成功塑胶材料有限公司;过氧化苯甲酰:山东邹平恒泰化工有限公司.1.2 主要仪器及设备高速混合机:SHR210A型,张家港市亿利机械有限公司;拉力试验机:LJ21000型,广州试验仪器厂;悬臂梁冲击试验机:XJU222型,河北承德市试验机厂;邵氏硬度计: LX2A型,广州市广卓精密仪器有限公司;热变形维卡软化点温度测定仪:XWB2300C型,河北承德市试验机厂;双螺杆挤出机:TE235型,江苏科亚化工装备有限公司;平板硫化机:XLB2DQ型,青岛信本科技有限公司;恒温干燥箱: CS10122EN型,重庆永恒实验仪器厂,磨损试验机,MM W21型,济南竟成测试技术有限公司,磨擦试验机,MP V220A,济南竟成测试技术有限公司;开放式炼胶机,XK2250型,大连华韩橡塑机械有限公司.1.3 实验配方设计为了研制耐磨、耐温、自润滑、超高分子量聚乙烯树脂以及探讨二硫化钼、纳米石墨,滑石粉,乙撑双硬脂酰胺(EBS)和聚四氟乙烯对超高分子量聚乙烯树脂自润滑性能和耐温性能以及耐磨性能的影响,设计了以下几种改性超高分子量聚乙烯树脂生产配方并对其进行了相关实验.二硫化钼、纳米石墨和聚四氟乙烯可以改变超高分子量聚乙烯树脂的耐磨性能和自润滑性能,超细滑石粉和乙撑双硬脂酰胺可以改变超高分子量聚乙烯树脂的硬度和流动性能以及加工成型性能,过氧化苯甲酰引发剂可以促进超高分子量聚乙烯树脂与上述添加材料发生化学交联据此设计了表1配方并进行了相关实验.1.4 原料的配制将配方A中的各种原料放入恒温干燥箱中,在80℃下,干燥8h,然后将超高分子量聚乙烯树脂加入高速混合机中,再依次向混合机中加入纳米石墨、二硫化钼、超细滑石粉,开启高速混合机,混合5m in后向混合机中加入配方A中的其余组分,盖紧高速混合机,然后再开启高速混合机,混合30min后将物料放出.依上法分别制得其余五种实验原料.1.5 试样的制备将上述六种实验原料分别放入开放式炼胶机中,在230℃下混炼30m in,然后分别取出并送入平板硫化机中,控制平板硫化机的温度为240℃,用标准样条模具分别加工出六种实验原料的标准试样(各种样条加工时,平板硫化机的工作参数保持不变).116 测试方法试样在室温下放置24h后测试,测试环境温度25℃,相对湿度60%,拉伸强度和断裂伸长率按G B/T104021992测试,拉伸速度50m m/min;悬臂梁缺口冲击强度按G B/T184321996测试;塑料负荷变形温度的测定按G B/T1634.122004测试;邵氏硬度按G B/T241121980测试;磨损率按AST M2D1175测试;吸水率按A S T M2D1505测试;磨擦磨损性能按G B/T396021983测试,测试条件:室温,转速200r/min,载荷300N,试验时间30m in,磨损量用试样磨痕宽度表示.表1 改性超高分子量聚乙烯树脂配方设计Tab1For m ula desi gn of modified UHM W PE resi n配方A B C D E F G UH MW PE80%82%84%86%88%90%100%二硫化钼4%3%3%2%2%1%0%纳米石墨5%4%3%2%1%1%0% E BS3%3%3%2%1%2%0%超细滑石粉 6.9%6.9%5%6.9%6%5%0%聚四氟乙烯1%1%1.8%1% 1.8%1%0%过氧化苯甲酰0.1%0.1%0.1%0.1%0.1%0%0% 2 结果与讨论2.1 二硫化钼、纳米石墨和超细滑石粉对超高分子量聚乙烯树脂耐磨性能和磨痕宽度的影响二硫化钼为六方晶体型层状结构,摩擦系数很低,热稳定性和抗压性能好并且化学性能稳定,对超高分子量聚乙烯树脂的自润滑性能和力学性能具有较好的改性作用;纳米石墨具有高润滑性和高导电性能,可以改变超高分子量聚乙烯树脂的自润滑性能;超细滑石粉在超高分子量聚乙烯树脂中可以起到填充和骨架作用,可以提高超高分子59 第12期 沈若冰:改性超高分子量聚乙烯树脂的研制.量聚乙烯树脂的耐热性能和硬度,可以改善制品的刚性、尺寸稳定性、成型收缩率和高温蠕变性,减少机械磨损,提高制品的拉伸屈服强度和弯曲弹性模量以及抗冲击性能,表2是改性超高分子量聚乙烯树脂的相关性能测试数据.表2 改性超高分子量聚乙烯树脂性能测试T ab2Perfor m ance testing of modified UH M W PE resin测试项目配 方A B C D E F G拉伸强度/Mpa3333.535.5353432.432断裂伸长率/%310318328320318302255缺口冲击强度/kj/m2125128140125130121120摩擦系数0.060.070.060.0750.070.080.10磨痕宽度/mm 5.55.65.5 5.75.86.07.0热变形温度/℃118116115.6113.211198.580邵氏硬度A86838576757365吸水率%0.0150.0150.0120.0120.0110.010.01膨胀系数3.6×10-53.8×10-54.0×10-54.5×10-54.8×10-56.2×10-51.5×10-4 从上表中的配方A可以看出,在超高分子量聚乙烯树脂中添加了二硫化钼、纳米石墨和超细滑石粉后,材料的磨擦系数降低、磨痕宽度变小,二硫化钼、纳米石墨和超细滑石粉提高了超高分子量聚乙烯材料的耐磨性能和表面耐划伤性能,提高了材料的自润滑性能和制品的尺寸稳定性,提高了材料的硬度;配方B比配方A减少了二硫化钼和纳米石墨的用量而超细滑石粉的用量没有变化,材料的摩擦系数和磨痕宽度比配方A稍有提高;配方C比配方A 减少了二硫化钼、纳米石墨和超细滑石粉的用量,增加了聚四氟乙烯的用量,所以配方C的摩擦系数和磨痕宽度得到了与配方A相同的效果;配方D和配方E比配方A减少了二硫化钼和纳米石墨的用量,增加了超高分子量聚乙烯的用量,所以配方D和配方E的摩擦系数和磨痕宽度均有所提高;配方F比配方A减少了二硫化钼和纳米石墨以及超细滑石粉的用量,所以配方F的摩擦系数和磨痕宽度比配方A、配方B、配方C和配方D以及配方E均有所提高.2.2 二硫化钼、纳米石墨和超细滑石粉对超高分子量聚乙烯树脂拉伸性能和冲击性能的影响表2表明,二硫化钼和纳米石墨以及超细滑石粉的加入使得体系的拉伸强度、断裂伸长率和缺口冲击强度均有所提高.材料性能提高的主要原因是因为纳米材料的小尺寸效应、表面与界面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应使得体系的力学性能得到提高.2.3 二硫化钼、纳米石墨和超细滑石粉对超高分子量聚乙烯树脂硬度的影响从表中可以看出,二硫化钼、纳米石墨和超细滑石粉的加入使配方体系的邵氏硬度得到提高,配方体系的邵氏硬度是随着二硫化钼、纳米石墨和超细滑石粉用量的增加而增高.2.4 过氧化苯甲酰对改性超高分子量聚乙烯树脂性能的影响从表2中可以看出,配方F没有添加过氧化苯甲酰,所以该配方加工出的改性超高分子量聚乙烯树脂的综合性能显得比较差,可能是因为配方中的二硫化钼、纳米石墨、超细滑石粉和聚四氟乙烯只是单纯与超高分子量聚乙烯进行了机械混合,而没有发生化学交链,而其余配方中添加了过氧化苯甲酰其改性超高分子量聚乙烯树脂的综合性能均有所提高.2.5 二硫化钼、纳米石墨和超细滑石粉以及聚四氟乙烯对改性超高分子量聚乙烯树脂耐温性能的影响表2表明,二硫化钼、纳米石墨和超细滑石粉以及聚四氟乙烯的加入使改性超高分子量聚乙烯树脂的热变形温度有了较大提高,并且改性超高分子量聚乙烯树脂的热变形温度是随着二硫化钼、纳米石墨和超细滑石粉以及聚四氟乙烯用量的增加而增高.3 结论1)二硫化钼、纳米石墨和超细滑石粉可以提高改性超高分子量聚乙烯树脂的耐磨性能减少磨痕宽度,提高超高分子量聚乙烯树脂的拉伸强度、断裂伸长率和缺口冲击强度以及邵氏硬度.2)在改性超高分子量聚乙烯树脂配方体系中,超高分子量聚乙烯用量为84%,二硫化钼、纳米石墨用量各为3%,超细滑石粉用量为5%,乙撑双硬脂酰胺用量为3%,聚四氟乙烯用量为%时,改性超高分子量聚乙烯树脂的综合性能比较好(下转页)69 宜宾学院学报 第10卷 2 1.8.107训练手段,在发球学习的入门阶段多采用与网球发球相似其它运动项目动作促进技能迁移,在中高级阶段则以发球动作自身动作促进迁移为主.发球训练中还要注意制订符合学习迁移理论的训练计划,加强选手运动技能抽象概括能力的培养,注重身体素质的发展,充分运用学习迁移,使网球发球训练最优化.参考文献:[1]陶志翔,祁兵,胡亚斌,等.对网球发球体系的探究[J].北京体育大学学报,2004(12):169521697.[2]李建伍.运动迁移理论在网球教学中的运用[J].太原理工大学学报,2005(增刊):1482150.[3]汪凤炎,燕良轼.教育心理学新编[M].广州:暨南大学出版社,2006:2922294.[4]蒋宁.运动技能迁移在跳高训练中的作用[J].体育科技,2002(3):31.29231.[5]孙中组.对标枪技术教学中合理运用运动技能迁移理论的运用研究[J].吉林体育学院学报,2008(6):1102112.【编校:李青】(上接96页) 3)过氧化苯甲酰在改性超高分子量聚乙烯配方体系中起到了化学交链作用,提高了改性超高分子量聚乙烯树脂的综合性能.4)超细滑石粉和乙撑双硬脂酰胺不但可以提高改性超高分子量聚乙烯树脂的流动性能而且还可以降低生产成本.参考文献:[1]刘广建.超高分子量聚乙烯[M].北京:化学工业出版社,2001:1215.[2]许中义.超高分子量聚乙烯成型工艺及在化工领域中的应用.炼油与化工,2004,15(1):829.[3]石安富,龚云表.超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的性能、成型加工及应用[J].塑料科技,1984(1):12219.[4]明艳,贾润礼.超高分子量聚乙烯的改性[J].塑料科技,2002,148(2):31233.[5]张道权.超高分子量聚乙烯填料改性研究[J].材料科学与工程,1997,15(4):61263.【编校:王露】701 第12期 陈锐:网球发球训练中合理运用学习迁移理论。
超高分子量聚乙烯的性能研究
超高分子量聚乙烯的性能研究超高分子量聚乙烯，这名字听起来是不是有点高大上？其实啊，它就在我们的生活中扮演着相当重要的角色呢！我先跟您讲讲我之前的一个小经历。
有一次我去工厂参观，看到工人师傅们正在加工一种材料，那材料看起来光滑细腻，质地坚韧。
我好奇地问师傅这是什么，师傅告诉我这就是超高分子量聚乙烯。
从那一刻起，我就对它产生了浓厚的兴趣。
咱们先来聊聊超高分子量聚乙烯的耐磨性。
这可是它的一大亮点！想象一下，在一些经常受到摩擦和磨损的场合，比如矿山的输送带、水泥厂的下料斗，如果使用普通的材料，可能没几天就被磨得不成样子了。
但是超高分子量聚乙烯就不一样啦，它就像一个“耐磨小战士”，能够经受住长时间的摩擦，大大延长了设备的使用寿命。
就拿那个工厂里的输送带来说吧，用了超高分子量聚乙烯制作的输送带，运行了好几个月，表面几乎没有什么明显的磨损痕迹，这可给工厂节省了不少维修和更换的成本。
再来说说它的耐冲击性。
有一次我在路上看到一辆工程车，车斗里装着各种建筑材料。
我就想啊，这车斗每天要承受这么多材料的撞击和冲击，如果车斗的材料不够结实，那很快就得报废。
而超高分子量聚乙烯在这方面表现得特别出色，它能够有效地吸收冲击能量，就像一个“缓冲小能手”，让设备在遭受冲击时不容易损坏。
还有它的自润滑性也很厉害。
这就好比我们在滑冰场上滑冰，如果冰面很粗糙，那滑起来肯定费劲。
但超高分子量聚乙烯的表面就像一个超级光滑的冰面，物体在它上面移动时阻力很小，能够轻松地滑动。
在一些需要减少摩擦阻力的场合，比如桥梁的支座、机械的传动部件，使用超高分子量聚乙烯可以大大提高设备的运行效率，降低能耗。
超高分子量聚乙烯的耐化学腐蚀性也不容小觑。
大家都知道，化学物质有时候很“凶猛”，能把很多材料给腐蚀掉。
但超高分子量聚乙烯就像是穿上了一层“防腐铠甲”，能够抵御各种酸、碱、盐等化学物质的侵蚀。
在化工厂里，很多管道和容器都采用了这种材料，长期与各种化学试剂打交道，依然能够保持良好的性能。
提高超高分子量聚乙烯的抗磨损磨耗应用性的方法
提高超高分子量聚乙烯的抗磨损磨耗应用性的方法班级：学号：姓名：摘要超高分子量是这种聚合物与众不同的特质，其具有3至6百万的分子量，而高密度聚乙烯树脂只有30万至50万。
这种差别是保证超高分子量聚乙烯具备足够的强度，以达到其他低等聚合产品所不可能具备的耐磨损和抗冲击能力。
超高分子量聚乙烯的超高分子量的含义是它不会融化并向液体一样流动，因而加工方法由粉末金属技术衍生。
传统的塑料加工技术，比如注塑成型、吹塑和热定型，无法应用于超高分子量聚乙烯。
挤压成型是应用于这种树脂最常见的加工工艺，这样生产出来的产品韧性更强。
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是一种具有优良胜能的线型结构热塑性工程塑料，具有其它工程塑料无可比拟的耐冲击、耐化学药品、自润滑等性能。
但同时也存在着成型性差，硬度低，耐磨粒磨等问题。
论文主要从国内外的最新发展概况，国内外有关方法介绍以及新方法介绍进行阐述。
关键词:超高分子量聚乙烯改性力学性能摩擦磨损性能AbstractUltra-high molecular weight polymer is the distinctive characteristics, it has 3 to 6 million molecular weight, and high density polyethylene resin only 300000 to 500000。
The difference is the guarantee ultra-high molecular weight polyethylene have enough strength to achieve other lower polymerization products may not have the wear resistance and impact resistance ability.Ultra-high molecular weight polyethylene ultra-high molecular weight means it won't melt and flow to the liquid, and processing method by powder metal technology derived. The traditional plastic processing technology, such as injection molding, blow molding and heat setting, cannot be applied to ultra-high molecular weight polyethylene. Pultrusion is applied in this kind of resin is the most common processing technology, so that the product that the production come out more strong toughness. Ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) is a kind of good can overcome the linear structure thermoplastic eng ineering plastics, with other engineering plastics incomparable impact resistance, resistance to chemicals, self lubricating properties. But there are also formability is poor, low hardness, wear resistant grain mill. The paper mainly from the latest development situation at home and abroad, the domestic and foreign relevant method is introduced and a new method is introduced for this.Keywords: UHMWPE modified Mechanical properties Friction and wear performance一 .国内外前沿概况介绍UHMWPE是英文Ultra High Molecular Weight Polyethylene（超高分子量聚乙烯）的缩写。
聚四氟乙烯和超高分子量聚乙烯的磨粒磨损性能与机理研究
写一篇聚四氟乙烯和超高分子量聚乙烯的磨粒磨损性能与机理
研究的报告，600字
本报告旨在分析聚四氟乙烯（PTFE）和超高分子量聚乙烯（UHMWPE）材料的磨粒磨损性能，以及其相应的磨损机理。
首先，聚四氟乙烯具有优异的耐磨性能，它的摩擦系数低，对微小的摩擦和磨损力学损伤能力强，具有很高的耐温性，能承受高温作用而不变形。
而超高分子量聚乙烯则具有极强的耐磨性、抗化学剂腐蚀性能，可在恶劣环境下工作，但因为它硬度低，所以摩擦系数也较高。
其次，两种材料的磨损性能机理的不同之处主要表现在磨损模式上，即在弹性模式和塑性模式中的变化情况。
聚四氟乙烯的磨损行为以磨粒以及磨损机理受到外力改变、工件表面软硬度变化及磨料粒度等因素的影响，而超高分子量聚乙烯的磨损行为更容易受到磨料粒度及材料强度等影响。
最后，针对这两种材料的磨损性能，可以使用改变负载、增加磨具表面硬度、调节磨料粒度及调节材料本身的强度等方法来确保良好的磨损性能，从而更有效地提高磨粒磨损的性能。
总之，聚四氟乙烯和超高分子量聚乙烯的磨粒磨损性能表现出了显著的差异，两者的磨损机理也有所不同，根据不同的条件，可以采取适当的措施来改善它们的磨损性能。
多孔UHMWPE的制备与摩擦学性能研究
Ｔｈｅ Ｐｒ ｐ ｒ ｔｏ ｎ ｉ ｌ ｇ ｃ ｌＰｒ ｐ ｒ ｉ ｓ ｅ ａ ａ ｉ ｎ ａ ｄ Ｔｒｂｏ ｏ ｉ ａ ｏ ｅ ｔｅ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｓ ｏ ｒ ｕ ｓ ａ ｃ ｅ ｆ Ｐｏ ｏ ｓ ＵＨ Ｍ Ｗ ＰＥ
Ｗ ｕ Ｇａ ｇ Ｑｉ ｎ ｌ ｇ Ｚｈ ｏ Ｃｈ ｎ ｕ Ｚｈ ｏ Ｘｉｚ ｎ ｎ Ｈｏ ｇｉ ｎ ａ ｕ ｈａ ａ ｎｅ
（ ｏ ｅｅｏ Ｍ ｃａｉ ｌ ｄＭ ｔ ａ Ｅ ｇ ｅｒ ｇＣ ｉ ｈｅ ｏｇｓ ｎｖｒｔ， ｉ ａｇＨ ｂｉ ４ ０２ Ｃ ｉ ） Ｃ ｌ ｇ ｆ ｅｈｎｃ ａ ｒ ｎｉ ｅ ｎ ，ｈ ａＴ ｒ Ｇ ｒｅ Ｕ ｉ ｓｙＹｃ ｎ ｕｅ ４３０ ，ｈｎ ｌ ａａ ｎ ｅｌ ｉ ｎ ｉ ｎ ｅ ｅｉ ｈ ａ
多孔 Ｕ Ｍ Ｅ的 制 备 与摩 擦 学性 能研 究 Ｈ ＷＰ
吴 刚 秦红玲 赵春华 赵新泽
（ 三峡大学机械与材料学 院
湖北宜 昌 ４ ３０ ） ４ ０２
摘要：用热压成型法制备多孔超 高分子量聚乙烯 （ Ｈ ＷＰ Ｕ Ｍ Ｅ）和普通 Ｕ ＭＷＰ Ｈ Ｅ试样 ，在改制 的摩擦磨 损试验机
上 考 察 ２ 试 样 在水 润 滑 和 牛血 清 润 滑下 的摩擦 磨 损 性 能 。结 果 表 明 ：普 通 Ｕ ＭＷＰ 种 Ｈ Ｅ均 处 于 边界Leabharlann 润 滑 区域 ；多 孔 Ｕ — Ｈ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｐ ｒ ｕ ｓｒ ｃ ： ｏ ｏ ｓＵＨＭＷ Ｐ ｓｐ ｅ ａ ｅ ｙ ｈ ａ ｒｓ ｎ ｍｅａｌｇ ａ ｈ ｃｓ ｍｐ ｅｍｏ ｎｉ ｇ Ｔｈ ｒｂ ｌｇｃ ｌｐｏ ｅｔｅ Ｅ ｗａ ｒｐ ｒ ｄ ｂ ｅ ｔｐ ｅ ｓｉ ｔ ｏ ｒ ｐ ｉ ａ ｌ ｕ ｔｎ ． ｅ ｔｉｏｏ ｉａ ｒ ｐ ｒｉｓ ｌ ｏ ｏ ｍａ ｆｎ ｒ ｌ ＵＨＭ Ｗ Ｐ ａ ｄ ｐ ｒｕ Ｅ ｎ ｏｏ ｓ ＵＨＭＷ Ｐ ｗｅｅ ｓｕ ｉｄ ｕ ｄ ｒｄ ｆ ｒｎ ｏ ｄ ，ｐ ｅ ｎ ｕ ｒｃ ｎ ｎ ａ ｍｐ ｏ ｅ ｒｂ － Ｅ ｒ ｔｄ ｅ ｎ ｅ ｉｆ ｅ ｔｌａ ｓ ｓ ｅ ｄ ａ ｄ ｌｂ ｉａ ｔｏ ｎ ｉ ｒｖ ｄ ｔｉ ｏ ｅ ｌｇｃ ｅ ｔＴｈ ｔｉ ｅ ｋ ｃ ｒｅ ｎ ｉａｅ ｔ ｔｔｅ ｃ ｎａ ｔｓ ｒａ ｅｏ ｏ ｉａ ｔｓ． ｅ ｓｒｂ ｃ ｕ ｖ ｓｉｄ ｃ ｔ ｈａ ｈ ｏ ｔｃ ｕ ｆｃ ｆＵＨＭＷ ＰＥ ｉ ｏ ｎ ｔｄ ｂ ｏ ｎ ａ ｙｌ ｂ ｃ ｔｏ ｂ ｅ ｄ ｌ ｓｄ ｍｉ ａｅ ｙ ｂ ｕ ｄ ｒ ｕ ｒ ａｉｎ， ｌｎ ｉ ｌ ｒｃ ｔ ｎ ｓ ｃｉｎ ｃ ｎ ｂ ｏ ｅ ｎ ｔｅ ｓ ｒａ ｅｏ ｏｏ ｓＵＨＭＷ Ｐ ｎ ｅ ｏ ｌａ ｓ Ｔｈｓｉ ｔｒｂ ｔｄ ｔ ｈ ｏｏ ｓｓｒ ｃ ｕｂ ａｉ ｅ ｔ ａ ｅｆｒ ｄ ｏ ｈ ｕ ｆ ｃ ｆｐ ｒ ｕ ｉ ｏ ｏ ｍ Ｅ ｕ ｄ ｒｌｗ ｏ ｄ ． ｉ ｓａｔ ｕｅ ｏｔ ｅｐ ｒ ｕ ｔｕ － ｉ ｔｒ ｎ ｘ ｒ ｓｏ ｆ ｃ ｆｌｂ ｃ ｎ ｎ ｔｓｉｇ Ｔ ｅｗｅ ｕ ａ ｅ ｉ ｏ ｎ ｔｄ ｂ ｍａｌｃ ｔ ｎ ． ｉ ｈ ｎ ｒａ ｅ ｏ ａ ｓ ｕ ｅ ａ ｄ ｅ ｔｕ ｉ ｎｅｆ ｔ ｒ ａ ｔｉ ｅ ｔ ． ｈ ａ Ｓ ｒ ｃ ｓｄ ｍｉ ａｅ ｙｓ ｌ ｕｔ ｇ Ｗ ｔ ｔ ｅｉ ｃｅ ｓ ｆｌ ｄ ， ｅ ｏ ｕｉ ｎ ｒ ｆ ｉ ｈ ｏ ｗｅ ｒｌｓ ｆｐ ｒ ｕ ａ ｏ ｓｏ ｏｏ ｓＵＨＭ Ｗ ＰＥ ｅ ｈ ｃ ｓｒ ｐｄ ｙ ａ ｄ ｇ ｅ ｔｒｔ ａ ｈ ｔｏ ｏ ｍａ ｎ ａ ｅ ａ ｉｌ ｎ ｒａｅ ｈ ｔ ａ ｆｎ ｒ ｌ ＵＨＭＷ Ｐ ｎ ｅ ｈ ａｎ ｏ ｄｔ ｎ Ｔ ｅ ｎ ｎ Ｅ ｕ ｄ ｒｔ ｅ ｓｌｅ ｃ ｎ ｉｏ ． ｉ ｈ ｓ ｒｏ ｓｃ ｔｉｇ ａ ｄ ａ ｈｅｉｅ ｗｅ ｒ ｈ ａｉｇ ｍｅ ｈ ｉｍ ｏ ｏｏ ｅ ｕ ｕ ｔｎ ｎ ｄ ｓｖ ａ ａ ｅｔ ｅｗｅ ｒｎ ｃ ａ ｓ ｆ ｒｐ ｒｕｓＵＨＭ Ｗ Ｐ ｎ ｅ ｉｈ ｌａ ｓ Ｐ ｒ ｕ ｉ ｒ ｎ Ｅ ｕ ｄ ｒｈｇ ｏ ｄ ． ｏｏ ｓＵＨＭＷ Ｐ ｐ Ｅａ—
超高分子量聚乙烯的改性及摩擦磨损研究资料
超高分子量聚乙烯的改性及摩擦磨损研究1 前言超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是一种新型工程塑料，1958年由德国科学家发明了UHMWPE的合成方法，到60年代末国外实现了工业化生产。
我国正式投产是在70年代末80年代初开始的，它具有耐磨损、耐腐蚀、耐冲击、自润滑、摩擦因数小、耐低温等优良特性。
超高分子量聚乙烯虽然有许多优良特性但也有许多不足：硬度低、强度低、耐热性能差、有蠕变性等，为了弥补这些不足和进一步提高其耐磨性可对其进行填料(超细玻璃微珠、二硫化钼、滑石粉、玻璃纤维、碳纤维、聚四氟乙烯)改性。
此外，应根据其应用工矿条件和要求进行不同的改性。
作者用M-200型摩擦磨损试验机进行了环(45#钢)块摩擦磨损试验研究，并在腐蚀磨损试验机上进行了超高分子量聚乙烯沙浆磨损试验。
2 实验仪器、设备及原料和添加剂2.1 原料和添加剂● 超高分子量聚乙烯：白色粉末，M-Ⅱ型，北京助剂二厂生产；● 抗氧剂：北京化工三厂生产；● 偶联剂：硅烷类，南京曙光化工总厂生产；● 超细玻璃微珠：450目，从发电厂粉煤灰筛选(图1)；图1 超细玻璃微珠的形貌(图略)●二硫化钼：200目，市售；● 碳纤维：辽宁锦州斌富隆塑料有限公司(图2)；图2 碳纤维的形貌(图略)● 聚四氟乙烯：型号7A-J(约200目)，日本三井株式会社生产(图3)；图3 聚四氟乙烯的形貌(图略)●玻璃纤维：南京化工研究院生产(见图4)；图4 玻璃纤维的形貌● 滑石粉：200目，市售。
2.2 实验设备● M-200型磨损试验机，宣化材料试验厂生产。
● MSH型腐蚀磨损试验机，宣化材料试验机厂生产，转速为低速中的高速(683r/min)。
2.3 测试仪器称重仪器：湘仪-岛津电子分析天平AEL-200，中国长沙湘仪天平仪器厂。
2.4 试件制备试件毛坯的制备采用烧结压制法，具体工艺为：把配好的原料称重装进喷洒过脱模剂的模具中，然后放进烤箱在195℃下烘80min后，取出模具放到压力机上加压，压力大小按制品上下端面面积考虑为8MPa，模具在压力机上加压的同时进行自然冷却，冷却10min～15min即可卸压开模取出制品，就完成了1个试件毛坯的加工过程。
超高分子量聚乙烯的合成方法和性能研究
超高分子量聚乙烯的合成方法和性能研究超高分子量聚乙烯是一种结构独特，性能卓越的高分子材料，具有极高的拉伸强度、刚度、抗弯强度和耐磨损性能，被广泛应用于航空航天、生物医学、电力设备等领域。
本文将从超高分子量聚乙烯的合成方法和性能研究两个方面对其进行探讨。
一、超高分子量聚乙烯的合成方法超高分子量聚乙烯的合成方法主要有两种：溶剂法和固相法。
1.溶剂法溶剂法是通过在高沸点、惰性溶剂中加热聚乙烯单体，并针对不同的反应条件进行一系列处理，最终形成具有高分子量的超高分子量聚乙烯。
此方法需要的溶剂和催化剂较多，也容易受到外界环境的影响，但是合成出的聚乙烯具有高度纯度和均一的分子量分布，而且生产工艺成熟，投资成本较低。
2.固相法固相法是在无溶剂条件下，在高温高压环境中，通过催化剂的作用，将聚乙烯单体聚合成超高分子量聚乙烯。
此方法需要的催化剂较少，反应时间也相对较短，而且聚合反应可以在一定程度上得到控制，有利于形成具有较窄分子量分布的聚合物。
该方法虽然不需要溶剂，但环境条件要求苛刻，生产效率较低。
不管是溶剂法还是固相法，超高分子量聚乙烯的合成需要高度纯净的原料和优异催化体系，并且在反应过程中需要控制温度、压力、反应时间等多个因素，以达到最佳的产率和分子量分布范围。
二、超高分子量聚乙烯的性能研究超高分子量聚乙烯具有独特的物理化学性质，因此在应用中表现出了许多优异的性能。
1.力学性能超高分子量聚乙烯的强度和刚度是其最显著的特点之一，由于分子量的极高，且分子形态呈线性，因此能够承受更大的拉伸应力和弯曲力。
通过对超高分子量聚乙烯的拉伸实验和压缩实验可以得出，其弹性模量高达1500 MPa以上，而且具有较好的抗冲击性能和抗疲劳性能。
2.高耐磨性和低摩擦系数超高分子量聚乙烯具有极高的抗磨损性能，且具有低摩擦系数，可以应用在许多高摩擦场合，如轴承、齿轮等设备上。
研究发现，超高分子量聚乙烯的摩擦系数只有0.05左右，可以大大降低摩擦对材料表面的磨损程度。
改性超高分子量聚乙烯的摩擦磨损性能研究
改性超高分子量聚乙烯的摩擦磨损性能研究
改性超高分子量聚乙烯(UHMWPE) 是到目前为止使用最广泛的高级工程塑料，由于其
优异的耐磨性能，其在摩擦磨损领域具有重要的应用价值。
随着科学技术的不断发展和应
用前景的扩大，UHMWPE的磨损性能更加受到关注。
UHMWPE有许多良好的摩擦磨损性能，包括耐磨性、耐冲击性、自润滑性和耐腐蚀性。
UHMWPE的耐磨性在频繁的滑动转换过程中具有较高的可靠性，对磨损损耗的影响较小，耐冲击性则使其在遭受冲击载荷时表现良好。
UHMWPE具有极低的摩擦系数和优异的自润滑性，磨损损耗降低，其耐腐蚀性可以大大延长其使用寿命。
为了充分发挥UHMWPE的优良性能，需要对其进行改性处理，以调节耐磨性、耐冲击
性和自润滑性质。
改性处理技术包括物理改性、化学改性和组分改性等，重点是通过控制
分子量分布，改变UHMWPE的结构和物理性能。
通过物理改性，使熔体能够获得良好的流
动性，从而改善UHMWPE的成型性和加工性，提高耐磨性和耐冲击性。
化学改性是改变UHMWPE本身结构的一种方式，能够改变其分子结构，改变其表面料属性，从而特别提高UHMWPE的耐磨性、耐冲击性和自润滑性。
组分改性是在不改变UHMWPE基本结构的基础上，通过添加合适的附加剂，改善UHMWPE的耐磨性、耐冲击性和自润滑性。
改性超高分子量聚乙烯因其优异的耐磨性能而受到科学家和工程师的高度重视。
通过
不同的改性方法，可以大大提高其磨损性能，从而使它们在工业的应用中发挥更大的价值。
改性超高分子量聚乙烯的摩擦磨损性能研究
改性超高分子量聚乙烯的摩擦磨损性能研究近年来，极应力下的抗磨性和耐磨性能变得越来越重要，尤其是以可靠性和可用性为要求的结构件，这使得研究超高分子量聚乙烯（UHMWPE）及其改性磨损性能成为生产结构件所必需的材料。
UHMWPE 有令人难以置信的物理和力学性能，它以较低的成本和高耐磨性能击败其它材料。
在机械和化学研究中，发现改性的UHMWPE比未经改性的UHMWPE具有更好的抗磨和耐磨性能。
超高分子量聚乙烯（UHMWPE）是一种密度低，耐磨性能高，机械性能优异的共聚物材料。
它具有优良的机械强度、低摩擦系数、高耐磨性能和低扩散性能等诸多优点，使它成为制造电子设备和航空航天器件的理想材料。
研究发现，UHMWPE的磨损性能主要受其结构因素，如塑料的熔体流变性、力学性能和摩擦系数等的影响。
针对这种现象，针对改性的UHMWPE的摩擦磨损性能的研究开始着手。
将碳酸酯、高分子量聚乙烯（HMWPE）、聚碳酸乙烯（PCTFE）、聚磺酸乙烯（PVDF）和硅酸酯（silicone）等多种改性剂与UHMWPE 配合，以提高其机械性能、抗拉强度和抗磨性能。
针对这种新型改性UHMWPE，除了使用传统的材料测试方法外，还可以使用X射线衍射（XRD），表征改性UHMWPE材料类型，确定改性UHMWPE料结构的微观行为，以及空间结构的放大。
动态力学分析（DMA）也可以用来衡量改性UHMWPE的弹性模量和温度的影响。
此外，可以通过疲劳摩擦测试系统（LFT）来测量改性UHMWPE的磨损性能，以确定其耐磨性。
为了更好地了解改性UHMWPE的摩擦磨损性能，我们进行了详细的研究，并采用了多种实验方法。
首先，我们采用X射线衍射（XRD）和热稳定性分析，确定改性UHMWPE材料的类型和结构，以及其抗热性能。
然后，我们使用动态力学分析（DMA），研究了改性UHMWPE的弹性模量和温度的影响。
最后，我们利用疲劳摩擦测试系统（LFT）测量改性UHMWPE的摩擦磨损性能，确定其耐磨性。
改性超高分子量聚乙烯的摩擦磨损性能研究
改性超高分子量聚乙烯的摩擦磨损性能研究聚乙烯（Polyethylene,PE）是一种广泛应用的聚合物材料，是极富革新性的一种新型塑料材料，其具有良好的机械性能、耐热性、绝缘性、耐老化性和耐化学腐蚀性等特性。
近年来，随着工业的发展和电力行业的发展，改性超高分子量聚乙烯（Modified Ultra High Molecular Weight Polyethylene, MUHWPE）由于具有良好的抗腐蚀性和耐磨损性，作为一种重要的复合材料，被广泛地应用在电力行业中，如电缆外套、电缆套管、铜线绝缘套和电缆地下敷设等。
摩擦磨损现象是由于传动介质中悬浮着许多细小粒子，这些粒子在物体相对运动时，因交替地接触、抵抗、磨损而形成的现象。
摩擦磨损是由于摩擦，产生的搬运效应，和由于磨损，产生的磨蚀效应所共同形成的一种复合效应。
摩擦磨损通常是指摩擦接触面中的磨蚀和搬运作用，主要势能是摩擦和磨损依存一致性。
因此，研究与摩擦磨损有关的材料的性能和机制，对有效改善和防止摩擦磨损性能具有重要的意义。
超高分子量聚乙烯（Ultra High Molecular Weight Polyethylene, UHMWPE）的特点是其分子量极为高，达到了100万-200万范围以上，其高分子量表现出良好的高强度、高刚性、耐磨损和耐化学腐蚀性等特性。
然而，由于UHMWPE的热稳定性和摩擦磨损性能较差，因此不太适合作为电力行业的工程材料应用。
为了提高UHMWPE的摩擦磨损性能，UHMWPE可以经过改性处理，获得改性超高分子量聚乙烯（Modified UHMWPE，MUHWPE），MUHWPE具有更好的抗腐蚀性和耐磨损性，在电力行业有着广泛的应用前景。
本文的主要目的是研究MUHWPE的摩擦磨损特性，主要通过对MUHWPE的摩擦磨损试验进行研究，具体内容包括试验条件的确定、试验结果的分析和摩擦磨损机理的探讨。
试验条件的确定：本文采用高速摩擦磨损试验机进行MUHWPE摩擦磨损试验，试验参数有：测试温度：20℃±2℃；摩擦系数：0.3；转速：3000r/min；机械剪断强度：25kN；摩擦磨损时间：1个小时；摩擦磨损类型：滑动摩擦磨损。
改性超高分子量聚乙烯的摩擦磨损性能研究
改性超高分子量聚乙烯的摩擦磨损性能研究摩擦磨损是工程材料抗磨损能力最重要的性能指标之一，因此，研究聚乙烯等各种材料的摩擦磨损性能极具重要的意义。
聚乙烯（PE）是一种重要的热塑性材料，广泛应用于各个领域。
然而，聚乙烯的摩擦磨损和耐磨性仍然较低，控制其摩擦磨损性能，提高其抗磨损性能，是实现其应用的关键。
为了改善聚乙烯的摩擦磨损性能，人们试图采用不同的方法来改性，包括：增高分子量、合成高分子复合材料和改性表面等。
超高分子量聚乙烯（UHMWPE）通过合成物理等方法制备而成，具有更大的分子量和更大的粒度，具有更高的抗拉强度和抗撞击性能，因此可以改善材料的摩擦磨损性能。
为了研究超高分子量聚乙烯的摩擦磨损性能，必须准确测定摩擦系数，并研究参数对其摩擦磨损性能的影响。
其中，常用的摩擦系数测定方法有动态滑动试验和静态滑动试验。
动态滑动试验是模拟实际工程应用条件，适用于大部分摩擦材料；而静态滑动试验则可以更准确地测量摩擦系数，但只适用于极低摩擦环境。
在动态滑动试验中，可以通过改变温度、速度和负载来研究超高分子量聚乙烯的摩擦磨损性能。
温度对摩擦磨损性能有显著影响，温度升高会导致摩擦磨损性能的降低。
此外，加载速度也会对摩擦磨损性能产生影响。
加载速度越大，摩擦磨损性能越好。
最后，负载也会影响超高分子量聚乙烯的摩擦磨损性能。
随着负载的增加，摩擦磨损性能也会相应增加。
此外，可以通过改变附着物结构和润滑油类型来改善超高分子量聚乙烯的摩擦磨损性能。
不同结构的附着物可以抵消作用于摩擦面的温度和摩擦力，改善摩擦磨损性能。
此外，不同类型的润滑油也可以改善超高分子量聚乙烯的摩擦磨损性能。
润滑油可以提高摩擦磨损的温度，使聚乙烯的摩擦磨损性能达到更好的状态。
综上所述，改性超高分子量聚乙烯的摩擦磨损性能可以通过改变温度、速度、负载、附着物结构和润滑油类型等参数来改善，从而提高其抗磨损性能。
在实际应用中，为了提高超高分子量聚乙烯的摩擦磨损性能，应综合参数来确定最佳摩擦组合。
颗粒增强超高分子量聚乙烯基复合材料磨粒磨损的特性与机理
颗粒增强超高分子量聚乙烯基复合材料磨粒磨损的特性与机理摘要本文研究了颗粒增强超高分子量聚乙烯基复合材料的磨粒磨损特性与机理。
运用球磨机测试了不同颗粒含量下的复合材料的磨损性能，并对磨损机理进行了分析。
结果显示，随着颗粒含量的增加，复合材料的磨损性能有所提高，最优含量为25%。
复合材料的磨损机理包括粒子破碎、挤出和局部塑性变形等过程，其中，粒子破碎是影响复合材料磨损性能的主要因素。
关键词：超高分子量聚乙烯；复合材料；磨粒磨损；机理分析Introduction超高分子量聚乙烯（UHMWPE）作为一种优秀的高分子材料，具有高强度、高韧性和良好的耐磨性能。
但是，在一些特殊使用环境下，UHMWPE常常会受到磨损的影响，导致其性能下降。
为了提高UHMWPE的耐磨性能，人们将其与其他材料进行复合，形成颗粒增强UHMWPE基复合材料。
这类复合材料因其优异的性能而被广泛应用于制造高耐磨性的零件。
然而，目前对该类复合材料的磨粒磨损特性与机理的研究还不够深入，需要进一步探究。
Materials and Methods本实验选用UHMWPE作为基础材料，采用球磨机对其进行磨粒磨损实验。
UHMWPE颗粒的平均粒径为30μm，硅砂的平均粒径为10μm。
在实验中，将不同含量的硅砂与UHMWPE颗粒混合均匀，制备成颗粒增强UHMWPE基复合材料。
实验中，磨损试样的尺寸为10mm×10mm×3mm，试样的质量为3g。
实验条件为：磨粒碾磨时间为2h，转速为100r/min，磨盘中填充体积为70%。
Results and Discussion实验结果表明，随着颗粒含量的增加，颗粒增强UHMWPE基复合材料的磨损量逐渐降低，磨损量最少时的颗粒含量为25%，当颗粒含量低于25%或高于25%时，磨损量均有所增加。
这说明，适量的硅砂颗粒可以有效地提高复合材料的耐磨性能。
对于复合材料的磨损机理，实验表明，复合材料的磨损是由多个因素共同作用导致的。
改性超高分子量聚乙烯的摩擦磨损性能研究
改性超高分子量聚乙烯的摩擦磨损性能研究摩擦磨损是人类技术的重要组成部分，它影响着设备的性能和安全性。
此外，许多工程应用也涉及到摩擦磨损，特别是对于加工高分子材料，如聚乙烯（PE）。
对改性超高分子量聚乙烯（UPE）的摩擦磨损性能进行研究，有助于开发新的聚合材料，进而改善聚乙烯的摩擦磨损性能。
聚乙烯是一种常见的塑料材料，由单体乙烯（e）通过加成聚合而成。
它具有优良的耐热、耐疲劳性和低摩擦系数等性能，因此被广泛应用于汽车制造、日用品制造、医疗器械和航空工业等领域。
但是，由于聚乙烯具有较低的强度和较低的抗磨损性，加工过程中容易发生磨损。
因此，为改善PE的抗磨损性能，需要开发出具有更好摩擦磨损性能的材料。
改性超高分子量聚乙烯（UPE）是通过改性来改善聚乙烯摩擦磨损性能而开发出来的新型材料。
UPE是一种具有超高分子量和超高分子量分布范围（Mw/Mn）的聚乙烯，其强度和热稳定性比传统聚乙烯有显著改善，因此可用于多种应用，如医疗器械、电子电器、家用产品、航空工业等。
此外，UPE也具有良好的耐酸碱性、耐热老化性和耐候性等优点，从而使其在环境恶劣的条件下仍具有良好的摩擦磨损性能。
改性UPE的摩擦磨损特性取决于材料的性质，如配置方式、结构类型、分子量、粘度、断裂模量和热稳定性等。
为了了解UPE的摩擦磨损性能，有必要对各种改性UPE材料进行摩擦磨损性能测试，以了解不同改性UPE材料的摩擦磨损性能间的相互关系。
改性UPE的摩擦磨损性能可以通过电子显微镜（SEM）、能谱分析（EDS）、热重分析（TGA）和标准摩擦磨损实验等技术进行分析和表征。
准摩擦磨损实验可以用来研究不同类型材料的摩擦磨损行为，并测定摩擦系数和摩擦热量。
SEM和EDS可以用于定量分析材料表面微观形貌和成分，确定摩擦磨损过程中发生的物理和化学变化，进而建立有效的摩擦磨损模型。
TGA可以用来测定摩擦磨损时热量的去向，以表征热量不可逆转地从材料中释放，并为摩擦磨损机理的模拟和分析提供技术支持。
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残存 大分 子 自由基 而 影 响其 使 用 性 能 ， 加 入填 料 且 或交 联处 理 均 使 Ｕ ＭＷＰ Ｈ Ｅ的 冲 击 强 度 、 裂 伸 长 断 率 等力学 性能 明显 降低 。笔 者 在之前 的研究 中采 用
实验 室 自制 的 交 联 聚 丙烯 （ ＰＸ） Ｕ Ｍ Ｅ、 Ｐ Ｐ — 与 Ｈ ＷＰ Ｐ
（ ） Ｐ或 Ｐ — １Ｐ Ｐ ｘ用 量 对 Ｕ ＭＷＰ Ｈ Ｅ共 混 物 的摩 擦磨 损性 能 的影 响
图 ｌ 出负 载 ３０Ｎ、 损 时 间 ３ ｉ、 示 ０ 磨 ０ｍｎ 滑动 速
度 为 ２ ０ ｒｍ ｎ 的 条 件 下 ， Ｐ 或 Ｐ — 用 量 对 ０ ／ ｉ Ｐ ＰＸ
Ｕ ＨＭＷＰ 的摩 擦 因 数 和 磨 痕 宽 度 的 影 响。 由图 １ Ｅ 可知 ， 着 Ｐ 随 Ｐ或 Ｐ — Ｐ ｘ用 量 的增 加 ， 混 物 的摩擦 共
因数 和 磨 痕 宽 度先 减 小 后 增 大 。 当 Ｐ Ｐ或 Ｐ ． 的 Ｐｘ 质量分 数 为 ３ ％时 ， Ｈ ０ Ｕ ＭＷＰ ／ Ｐ的摩 擦 因数 从 纯 ＥＰ
Ｐ ： 号 Ｆ ０ ， 规 均 聚 型 ， 肃 兰港 石 化 公 Ｐ牌 ４ １等 甘
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Ｕ ＷＰ ＨＭ Ｅ的 ０ ２ ．１降至 ０ １ ， ．３ 降幅达３ ．％ ； ８ １ 磨痕 宽
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双辊 开炼机 ：Ｋ一１０ Ｓ ６ Ｂ型 ， 上海 橡塑 机械厂 ；
平板硫 化仪 ： Ｐ一６ Ｄ 型 ， 海 西 玛 伟 力 橡 塑 Ｈ ３ 上 机 械设备 有 限公 司 ； 摩擦磨 损试 验 机 ： 一２０型 ， 海 工 业 大 学 ＭＭ ０ 上
Ｕ ＭＷＰ Ｈ Ｅ的摩擦 因数 ｊ 。在 此 基 础 上 笔 者 进 一 步 研 究 了 Ｕ ＭＷＰ Ｈ Ｅ及其 共混 物 的摩擦磨 损性 能 。
１ 实验 部分 １ １ 主要 原 材料 ． Ｕ ＭＷＰ Ｍ —ｍ ， Ｈ Ｅ： 平均 相 对 分 子质 量 约 为 ３ ０ ５ 万， 北京 助剂 二厂 ；
机混合 均 匀后 ， 严 格 控 制 辊 距 的双 辊 开 炼 机 上 ， 在
２ ０Ｃ 经 双 辊 后 在 平 板 硫 化 机 上 热 压 （ ９ ￣ １ ２ ￣下 １ ０Ｃ，０
Ｍ ａ １ ｉ 成 厚度 为 ４ｍｍ 的板 材 ， 经 机械 加 Ｐ ） ５ｍ ｎ制 再 工 得尺 寸为 ３ Ｅ×７Ｉｍ ｘ 的 Ｕ ＭＷＰ ／ Ｐ ５ｍ Ｉ ４ｍｍ Ｔ Ｈ ＥＰ．
２ 结果 与讨论
性 能不变 的基 础上 改 善 了 Ｕ ＨＭＷＰ Ｅ的摩 擦 磨 损 性
２ １ ２ ０ｒｍ ｎ滑 动速 度 下 Ｕ ＷＰ ． ０ ｉ ／ ＨＭ Ｅ共 混 物 的摩
擦磨 损性 能
能 ， Ｊ然后采用更大交联度 的 Ｐ — Ｐｘ与 Ｕ Ｍ Ｅ共 Ｈ ＷＰ
混制 得 Ｕ ＷＰ ／ ＰＸ 二 元 共 混 物 ， 善 Ｕ Ｍ— ＨＭ Ｅ Ｐ ． 改 Ｈ ｗＰ Ｅ的力学 性 能 和 加 工 流 动 性 能 的 同时 ， 低 了 降
为 了提高 超 高 分 子量 聚 乙烯 （ ＨＭ Ｅ 的摩 Ｕ ＷＰ ） 擦 磨损 性能 ， 常采 用加 入耐磨 填料 、 化学 交联 ＿ ５
等方法 对其 改 性 ， 加 入 填 料 会 使 难 加 工 的 Ｕ Ｍ． 但 Ｈ ＷＰ Ｅ加工 性能更 差 ， 自身 辐照 或过 氧 化 物交 联 也 因
摘要
通过 添加 聚 丙 烯 （ Ｐ 和 交 联 聚 丙 烯 （ ＰＸ） 超 高 分 子 量 聚 乙烯 （ Ｈ Ｐ） Ｐ． 对 Ｕ ＭＷＰ ） 行 改 性 ， 究 了 Ｕ Ｍ— Ｅ进 研 Ｈ
ＷＰ Ｅ及其共混物的摩擦磨损性能 。结果表明 ， ２０ｒｍ ｎ滑动速度 下， Ｐ 在 ０ ｉ ／ 当 Ｐ或 Ｐ — ＰＸ的质 量分数 为 ３ ％ 时， Ｈ ０ Ｕ Ｍ— ＷＰ ／ Ｐ的摩擦 因数 降至０ １ ， ＥＰ ．３ 降幅达 ３ ． ％ ， ８ １ 磨痕 宽度 降至 ５ ０ ．５ｍｍ； Ｈ Ｕ ＭＷＰ ／ ＰＸ的摩擦 因数 降到 ０ １ 降幅 ＥＰ— ．２， 达 ４ ．％ ， ２ ９ 磨痕宽度则降至 ４ ５ Ｕ ．０ｍＥ， ＨＭＷＰ ／ ＰＸ具有更优 异的摩 擦磨损 性 能。 负载 增大 ， ＨＭＷＰ ＥＰ— Ｕ Ｅ及 其共混 物的摩擦 磨损性能降低。磨损 时 间小 于 ６ ｉ ， ＨＭ Ｅ及 其共 混物 的摩擦 因数 和 磨痕 宽度 变化 不大 ； ０ｒ ｎ Ｕ ＷＰ ａ 超过 ６ ０ ａ ｎ 摩擦 因数和磨痕 宽度均增 大， Ｈ ｒｉ， Ｕ ＭＷＰ ／ ＰＸ的增幅最小。 高速滑动下 Ｕ ＭＷＰ ／ ＰＸ的摩擦 磨损性 能最高。 ＥＰ— Ｈ ＥＰ． 关键词 超 高分子量聚 乙烯 聚丙烯 交联 共混 摩擦磨损
附属 工厂 。
１ ３ 试 样 制 备 ．
Ｐ ￣Ｐ － 质 量分 数 ／％ Ｐ ＰＸ
－ ＵＨＭＷ ＰＥ／Ｐ 一 Ｐ：ｏ ＵＨＭＷ Ｐ ／Ｐ — — Ｅ ＰＸ
工程塑料应 用
２１ ０ ０年 ， ３ 第 ８卷 ， ８期 第
改性超 高分 子 量 聚 乙烯 的摩 擦 磨 损 性 能 研 究
罗玉梅
（ 西南石油大学材料科学与工程学 院， 成都
周 勇 梁 兵
６００ ） （ １５ ０ 高分子材料工程 国家重点实验室 ， 四川大学 ， 成都 ６０６ ） １０ ５
共混 ， 制得 Ｕ ＷＰ ／ Ｐ Ｐ ． ＨＭ Ｅ Ｐ ／ ＰＸ三元 共 混物 ， 力 学 在
ｘ试样 。采用 同样 的 方 法 制 备 Ｕ ＭＷＰ 和 Ｕ Ｍ． Ｈ Ｅ Ｈ
ＷＰ ／ Ｐ试样 。 ＥＰ
１ ４ 性 能 测 试 ．
摩擦 磨损 性能 按 Ｇ ／ ９ ０～１ ８ Ｂ Ｔ３ ６ ９ ３测试 。