漆籽殼纖維含量對聚甲醛/玄武巖纖維復(fù)合材料的力學(xué)及摩擦學(xué)性能的影響
發(fā)布時(shí)間:2021-03-30 09:45
采用熔融共混、注射成型等工藝制備了聚甲醛(POM)/玄武巖纖維(BF)/漆籽殼纖維(LSSF)復(fù)合材料,通過力學(xué)試驗(yàn)、摩擦磨損試驗(yàn)和掃描電子顯微鏡分別研究了復(fù)合材料的力學(xué)性能、摩擦學(xué)性能和微觀形貌。結(jié)果表明,LSSF和BF較均勻地分散于POM基體中,且界面相容性較好;POM/BF/LSSF復(fù)合材料的沖擊性能、流動(dòng)性能和摩擦性能相對于POM/BF復(fù)合材料都有一定的提高;與POM/20%BF相比,當(dāng)LSSF的添加量為10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)時(shí),復(fù)合材料的流動(dòng)性能提高了68%;當(dāng)LSSF添加量為15%時(shí),復(fù)合材料的沖擊性能提高了225%;當(dāng)LSSF添加量為5%時(shí),復(fù)合材料的摩擦因數(shù)降低了23%,磨損量降低了70%;復(fù)合材料的主要磨損機(jī)制由低漆籽殼含量時(shí)的磨粒磨損轉(zhuǎn)變?yōu)楦咂嶙褮ず繒r(shí)的磨粒磨損和黏著磨損復(fù)合作用。
【文章來源】:中國塑料. 2017,31(04)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:5 頁
【部分圖文】:
圖1LSSF含量對復(fù)合材料熔體流動(dòng)速率的影響Fig.1InfluenceofLSSFcontentonthemeltflow
chanicalpropertiesofthecomposites樣品編號沖擊強(qiáng)度/kJ·m-2彈性模量/MPa拉伸強(qiáng)度/MPa彎曲模量/MPa彎曲強(qiáng)度/MPa1#16.8298.455.73363.573.52#34.0288.345.92693.157.63#39.8244.740.62877.556.24#54.7272.638.02925.653.65#43.0194.934.82310.957.82.3摩擦性能如圖2所示,與未添加LSSF的樣品相比,隨著LSSF的加入使復(fù)合材料的摩擦因數(shù)和磨損量先降低圖2不同含量LSSF在摩擦副為Cr15時(shí)對復(fù)合材料摩擦學(xué)性能的影響Fig.2TheinfluenceofLSSFcontentonthefrictionperformancewiththefricionpairofCr15然后升高。LSSF含量為5%的復(fù)合材料的摩擦因數(shù)比未添加LSSF的復(fù)合材料降低了23%,磨損量降低了70%。因?yàn)楫?dāng)LSSF含量較低時(shí),LSSF和BF的交互作用較大,2種纖維與POM基體的結(jié)合性好,協(xié)同減磨效果明顯。復(fù)合材料在摩擦過程中的磨屑有一部
分轉(zhuǎn)移到對磨件上,起到潤滑作用,還可以彌補(bǔ)表面劃痕,嵌在基體表面,保護(hù)基體免受進(jìn)一步的磨損[25]。在圖3(c)中,隨著LSSF含量增多,使得復(fù)合材料中的纖維含量超過了一定限度,承擔(dān)載荷的纖維數(shù)量大,摩擦劇烈,導(dǎo)致摩擦因數(shù)升高。摩擦越劇烈,摩擦產(chǎn)生熱量越多,磨損表面基體變軟,基體對纖維包覆作用降低,使得纖維大量的剝落,宏觀表現(xiàn)為磨損量的上升,此時(shí)復(fù)合材料的主要磨損機(jī)理為黏著磨損和磨粒磨損復(fù)合作用。樣品編號:(a)1#(b)2#(c)5#圖3不同含量LSSF的復(fù)合材料的磨損表面SEM照片Fig.3SEMofwornsurfacesofcompositeswithvariouscontentsofLSSF3結(jié)論(1)LSSF能提高POM/BF/LSSF復(fù)合材料的熔體流動(dòng)速率,且隨著LSSF含量的增加出現(xiàn)先增后降的規(guī)律,當(dāng)LSSF含量為10%,BF含量為20%時(shí),復(fù)合材料的流動(dòng)性能最好,提高了68%;(2)當(dāng)LSSF含量為15%,BF含量為20%時(shí),復(fù)合材料的沖擊性能最好,提高了225%;添加了LSSF復(fù)合材料在拉伸和彎曲性能上均出現(xiàn)不同程度的降低;(3)LSSF對復(fù)合材料的摩擦磨損性能有一定的改善作用,加入LSSF能明顯降低摩擦因數(shù),當(dāng)纖維總量超過一定量時(shí),摩擦因數(shù)呈上升趨勢;當(dāng)LSSF含量為5%,BF含量為20%時(shí),復(fù)合材料的摩擦因數(shù)降低了22%,磨損量降低了70%;(4)POM/BF復(fù)合材料的磨損機(jī)理主要是磨粒磨損;隨著LSSF的加入,復(fù)合材料的磨損主要是黏
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]聚甲醛增強(qiáng)改性研究進(jìn)展[J]. 何園,劉保英,房曉敏,徐元清,丁濤. 中國塑料. 2015(09)
[2]高密度聚乙烯/植物纖維復(fù)合材料性能研究[J]. 柳峰,徐冬梅,劉瓊瓊,李進(jìn). 工程塑料應(yīng)用. 2014(12)
[3]玄武巖纖維增強(qiáng)聚丙烯基復(fù)合材料的力學(xué)性能研究[J]. 周紅濤,劉華,王曙東,孫健. 玻璃鋼/復(fù)合材料. 2014(03)
[4]聚甲醛增韌改性研究進(jìn)展[J]. 曹志奎,李建通,張付偉,徐澤夕,李武斌,田一政,高潔,靳翠萍. 塑料工業(yè). 2012(05)
[5]聚甲醛的生產(chǎn)和應(yīng)用[J]. 王曉明,徐澤夕,王越峰,李琦,曹志奎,馬剛峰,劉書鋮,姚亞峰,郭學(xué)群. 塑料工業(yè). 2012(03)
[6]玄武巖纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料界面的FTIR和XPS表征[J]. 張莉,申士杰,劉亞蘭. 玻璃鋼/復(fù)合材料. 2012(01)
[7]連續(xù)玄武巖纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的抗彈性能研究[J]. 李英建,李峰,曲英章,金子明. 工程塑料應(yīng)用. 2011(11)
[8]工藝參數(shù)對玄武巖連續(xù)纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂力學(xué)性能的影響[J]. 劉亞蘭,申士杰,許小芳,邵靈敏,李龍. 林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備. 2011(02)
[9]聚丙烯酸丁酯接枝的納米SiO2對聚甲醛的改性[J]. 唐龍祥,劉榛,劉春華,王平華. 應(yīng)用化學(xué). 2009(07)
[10]連續(xù)玄武巖纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料抗沖擊性能研究[J]. 劉玉美. 化工新型材料. 2009(04)
碩士論文
[1]漆籽殼纖維/PLA可降解復(fù)合材料的研究[D]. 周揚(yáng).長沙理工大學(xué) 2013
[2]幾種天然生物纖維增強(qiáng)摩擦材料的制備與性能[D]. 葉偉.吉林大學(xué) 2011
本文編號:3109308
【文章來源】:中國塑料. 2017,31(04)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:5 頁
【部分圖文】:
圖1LSSF含量對復(fù)合材料熔體流動(dòng)速率的影響Fig.1InfluenceofLSSFcontentonthemeltflow
chanicalpropertiesofthecomposites樣品編號沖擊強(qiáng)度/kJ·m-2彈性模量/MPa拉伸強(qiáng)度/MPa彎曲模量/MPa彎曲強(qiáng)度/MPa1#16.8298.455.73363.573.52#34.0288.345.92693.157.63#39.8244.740.62877.556.24#54.7272.638.02925.653.65#43.0194.934.82310.957.82.3摩擦性能如圖2所示,與未添加LSSF的樣品相比,隨著LSSF的加入使復(fù)合材料的摩擦因數(shù)和磨損量先降低圖2不同含量LSSF在摩擦副為Cr15時(shí)對復(fù)合材料摩擦學(xué)性能的影響Fig.2TheinfluenceofLSSFcontentonthefrictionperformancewiththefricionpairofCr15然后升高。LSSF含量為5%的復(fù)合材料的摩擦因數(shù)比未添加LSSF的復(fù)合材料降低了23%,磨損量降低了70%。因?yàn)楫?dāng)LSSF含量較低時(shí),LSSF和BF的交互作用較大,2種纖維與POM基體的結(jié)合性好,協(xié)同減磨效果明顯。復(fù)合材料在摩擦過程中的磨屑有一部
分轉(zhuǎn)移到對磨件上,起到潤滑作用,還可以彌補(bǔ)表面劃痕,嵌在基體表面,保護(hù)基體免受進(jìn)一步的磨損[25]。在圖3(c)中,隨著LSSF含量增多,使得復(fù)合材料中的纖維含量超過了一定限度,承擔(dān)載荷的纖維數(shù)量大,摩擦劇烈,導(dǎo)致摩擦因數(shù)升高。摩擦越劇烈,摩擦產(chǎn)生熱量越多,磨損表面基體變軟,基體對纖維包覆作用降低,使得纖維大量的剝落,宏觀表現(xiàn)為磨損量的上升,此時(shí)復(fù)合材料的主要磨損機(jī)理為黏著磨損和磨粒磨損復(fù)合作用。樣品編號:(a)1#(b)2#(c)5#圖3不同含量LSSF的復(fù)合材料的磨損表面SEM照片Fig.3SEMofwornsurfacesofcompositeswithvariouscontentsofLSSF3結(jié)論(1)LSSF能提高POM/BF/LSSF復(fù)合材料的熔體流動(dòng)速率,且隨著LSSF含量的增加出現(xiàn)先增后降的規(guī)律,當(dāng)LSSF含量為10%,BF含量為20%時(shí),復(fù)合材料的流動(dòng)性能最好,提高了68%;(2)當(dāng)LSSF含量為15%,BF含量為20%時(shí),復(fù)合材料的沖擊性能最好,提高了225%;添加了LSSF復(fù)合材料在拉伸和彎曲性能上均出現(xiàn)不同程度的降低;(3)LSSF對復(fù)合材料的摩擦磨損性能有一定的改善作用,加入LSSF能明顯降低摩擦因數(shù),當(dāng)纖維總量超過一定量時(shí),摩擦因數(shù)呈上升趨勢;當(dāng)LSSF含量為5%,BF含量為20%時(shí),復(fù)合材料的摩擦因數(shù)降低了22%,磨損量降低了70%;(4)POM/BF復(fù)合材料的磨損機(jī)理主要是磨粒磨損;隨著LSSF的加入,復(fù)合材料的磨損主要是黏
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]聚甲醛增強(qiáng)改性研究進(jìn)展[J]. 何園,劉保英,房曉敏,徐元清,丁濤. 中國塑料. 2015(09)
[2]高密度聚乙烯/植物纖維復(fù)合材料性能研究[J]. 柳峰,徐冬梅,劉瓊瓊,李進(jìn). 工程塑料應(yīng)用. 2014(12)
[3]玄武巖纖維增強(qiáng)聚丙烯基復(fù)合材料的力學(xué)性能研究[J]. 周紅濤,劉華,王曙東,孫健. 玻璃鋼/復(fù)合材料. 2014(03)
[4]聚甲醛增韌改性研究進(jìn)展[J]. 曹志奎,李建通,張付偉,徐澤夕,李武斌,田一政,高潔,靳翠萍. 塑料工業(yè). 2012(05)
[5]聚甲醛的生產(chǎn)和應(yīng)用[J]. 王曉明,徐澤夕,王越峰,李琦,曹志奎,馬剛峰,劉書鋮,姚亞峰,郭學(xué)群. 塑料工業(yè). 2012(03)
[6]玄武巖纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料界面的FTIR和XPS表征[J]. 張莉,申士杰,劉亞蘭. 玻璃鋼/復(fù)合材料. 2012(01)
[7]連續(xù)玄武巖纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的抗彈性能研究[J]. 李英建,李峰,曲英章,金子明. 工程塑料應(yīng)用. 2011(11)
[8]工藝參數(shù)對玄武巖連續(xù)纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂力學(xué)性能的影響[J]. 劉亞蘭,申士杰,許小芳,邵靈敏,李龍. 林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備. 2011(02)
[9]聚丙烯酸丁酯接枝的納米SiO2對聚甲醛的改性[J]. 唐龍祥,劉榛,劉春華,王平華. 應(yīng)用化學(xué). 2009(07)
[10]連續(xù)玄武巖纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料抗沖擊性能研究[J]. 劉玉美. 化工新型材料. 2009(04)
碩士論文
[1]漆籽殼纖維/PLA可降解復(fù)合材料的研究[D]. 周揚(yáng).長沙理工大學(xué) 2013
[2]幾種天然生物纖維增強(qiáng)摩擦材料的制備與性能[D]. 葉偉.吉林大學(xué) 2011
本文編號:3109308
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3109308.html
最近更新
教材專著