【編號】2022-21

【題名】面向低溫環境的聚合物摩擦學性能及其改性研究進展

【作者】熊光耀，李圣鑫，李波等

【機構】華東交通大學材料科學與工程學院；華東交通大學軌道交通基礎設施性能監測與保障國家重點實驗室

【刊名】材料導報（2022年03期）

【文摘】聚合物及其復合材料具有力學性能好、摩擦系數低、耐磨性能強等優點，常被應用于制造摩擦副關鍵基礎件，如密封圈、齒輪、軸承保持架、轉子葉片、活塞等。但迄今針對低溫工況的聚合物摩擦學研究甚少，主要工作集中在常溫和高溫工況。面向低溫環境的聚合物及其復合材料的摩擦學應用與相關制備、改性工藝的相關理論并不完備，極端服役環境下聚合物的摩擦學損傷失效機理還尚未完全清楚。此外，聚合物材料雖然具有眾多優良的性能，但是其表面硬度低、溫度影響大、易變形等缺點也同樣明顯，限制了其在低溫摩擦學領域的應用，為此，研究者通過填充填料、表面處理等方法對聚合物進行了改性研究，取得了一定的成果。目前，由于航空航天等前沿技術的不斷發展，聚合物在真空低溫環境下的摩擦學性能受到了廣泛關注，聚四氟乙烯、聚酰亞胺、聚醚醚酮等聚合物自潤滑材料已被應用于空間飛行器領域來制作潤滑和密封部件。研究者利用石墨、石墨烯、二硫化鉬、芳綸纖維、玻璃纖維等對聚合物進行改性，制備了在低溫環境下具有低摩擦系數、高耐磨性的聚醚醚酮/石墨、聚四氟乙烯/芳綸纖維、聚四氟乙烯/超高分子量聚乙烯等復合材料，促進了聚合物在低溫摩擦學領域的應用。本文系統分析了低溫環境下溫度、環境介質、滑動速度、載荷、滑動方向等因素對聚合物摩擦學性能的影響，對面向低溫環境的聚合物摩擦學改性進行了簡要總結，以期促進聚合物低溫環境下摩擦學應用及其相關研究的進一步發展。