【正文】 河南科技大學(xué)畢業(yè)論文 I I 尼龍納米復(fù)合材料的環(huán)境性能研究 摘 要 尼龍納米復(fù)合材料 是由 MC 尼龍?zhí)砑蛹{米填料的方式制備而成。 MC 尼龍作為工程應(yīng)用很廣泛的塑料， 與傳統(tǒng)的尼龍 6 相比，它具有合成工藝簡(jiǎn)單、機(jī)械性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn) 。它因具有重量輕、強(qiáng)度高、耐磨等多種獨(dú)特性能而 被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、石油化工及國(guó)防工業(yè)等領(lǐng)域，但是 MC 尼龍 在摩擦性能方面仍然存在一些不足。本論文即是對(duì) MC 尼龍的改性研究，以改善其摩擦學(xué)性能。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)加入石蠟 /膨脹石墨相變復(fù)合材料，制備尼龍納米復(fù)合材料。通過(guò)磨損試驗(yàn)機(jī)測(cè)試其在不同線速度、不同材質(zhì)環(huán)的摩擦學(xué)性能。結(jié)果表明，加入相變復(fù)合材料能明顯改善 MC 尼龍的摩擦學(xué)性能， 磨損程度提高了 50%，摩擦因數(shù)提高了 75%。 在環(huán)的線速度方面，對(duì)于合金鋼環(huán) ,當(dāng)環(huán)的線速度減小一倍，其耐磨性就增加一倍。鋼絲環(huán)，當(dāng)環(huán)的線速度減小一倍，其耐磨性就增加 55%左右。對(duì)于油潤(rùn)滑環(huán)而言， 當(dāng) 環(huán)的線速度改變，材料耐磨性能的變化方面表現(xiàn)不明顯， 相比同線速度的鋼絲環(huán)摩擦，油潤(rùn)滑表現(xiàn)出的耐磨性能有很大的提高 。 關(guān)鍵詞 ：尼龍 納米復(fù)合材料 ,MC 尼龍， 耐磨性，膨脹石墨，相變復(fù)合材料 河南科技大學(xué)畢業(yè)論文 II II STUDY ON THE ENVIRONMENT PERFORMANCE OF NYLON NANOMETER COMPOSITES ABSTRACT Nylon nanometer posite material is prepared by the way of adding nanometer fillers by MC nylon. MC nylon is widely used as a plastic engineering, pared with the traditional nylon 6. It has the advantages of simple synthesis process, excellent mechanical properties, etc. It because of its light weight, high strength, wear and many other unique properties and is widely used in machinery, petroleum chemical industry and defense industry and other fields, but MC nylon in wearresisting properties still exist some problems. This thesis is to study the modification of MC nylon in order to improve its wearresisting properties. In the process of the experiment, the nylon nanometer posites were prepared by the addition of paraffin / expanded graphite phase change posites. The wearresisting properties of different material rings were tested by wear testing machine, and the hardness of the material was tested with the hardness tester. The results show that adding posite phase change materials can significantly improve the wearresisting properties of MC nylon, increased wear of 50% friction coefficient increases 75%. In terms of the linear velocity of the ring, for alloy steel ring, when the loop line velocity decreases a times, its wear resistance increases one times. Wire ring, when the ring speed of the wire is reduced, the wear resistance will increase by about 55%. For oily slip ring, ring line speed changes, changes in the resistance of the materials is not obvious and its wear resistance in relatively good state. KEY WORDS: Nylon nanometer posite material ， MC nylon, wearresisting property, expanded graphite, phase change material 河南科技大學(xué)畢業(yè)論文 III III 目 錄 第一章 前言 ............................................................................................... 1 167。 尼龍納米復(fù)合材料的介紹 .................................................................. 1 167。 尼龍的概念 ................................................................................ 1 167。 尼龍的特點(diǎn) ........................................................................ 1 167。 尼龍的聚合機(jī)理及聚合過(guò)程中的影響因素 ...................... 3 167。 尼龍納米材料對(duì)摩擦接觸表面的介紹 .............................. 5 167。 尼龍納米復(fù)合材料的研究背景、現(xiàn)狀及研究意義 ............................ 6 167。 摩擦學(xué) ................................................................................................. 7 167。 摩擦學(xué)概況 ............................................................................... 7 167。 摩擦學(xué)基本特征 ....................................................................... 7 167。 摩擦磨損的影響因 素 ............................................................... 8 第二章 實(shí)驗(yàn)部分 ....................................................................................... 8 167。 實(shí)驗(yàn)材料、試劑及實(shí)驗(yàn)儀器 .............................................................. 8 167。 實(shí)驗(yàn)材料與試劑 ....................................................................... 8 167。 主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備 ........................................................................... 8 167。 MC 尼龍納米復(fù)合材料的制備 ......................................................... 10 167。 性能測(cè)試 ........................................................................................... 11 第三章 結(jié)果與討論 ................................................................................. 13 167。 尼龍納米復(fù)合材料摩擦性能的分析 ..................................................... 13 第四章 ....................................................................................................... 24 167。結(jié)論 ....................................................................................................... 24 參考文獻(xiàn) ................................................................................................... 25 致謝 ........................................................................................................... 28 河南科技大學(xué)畢業(yè)論文 1 1 第一章 前言 167。 尼龍納米復(fù)合材料的介紹 167。 尼龍的概念 MC 尼龍 也稱鑄型尼龍或單體澆鑄尼龍 ， 其 作為一種應(yīng)用 市場(chǎng)范圍很寬廣 的工程塑料， 其分子結(jié)構(gòu)上屬于尼龍 6，故其 性能 和特點(diǎn)上也和 尼龍 6 基本類似， 不同的是它在較 低的溫度下 快速聚合成型，在分子量和結(jié)晶度方面表現(xiàn)較高，因此其在工程應(yīng)用上的一些性能比 尼龍 6 要 好 [1]。 MC 尼龍的制備 , 它是在常壓下，把 熔融 狀態(tài)下 的己內(nèi)酰胺 C6H11NO 加入堿性 催化 劑與?；瘎┕餐磻?yīng) 制成待聚單體， 然后澆入到一定溫度的磨具中，使混合物料很快的進(jìn)行聚合反應(yīng)，凝固 成堅(jiān)硬的固體原件，再經(jīng)過(guò)一系列相關(guān)工藝的處理，形成預(yù)得產(chǎn)物。 該尼龍稱為單體澆鑄尼龍 (Monomer Casting Nylon)，也稱 MC尼龍 [2]。 MC 尼龍 在工程應(yīng)用上作為一種通用熱塑性塑料，因其 具有 很多優(yōu)良特點(diǎn)，如 分子量 很 大、結(jié)晶度 較高 、 工藝 流程 簡(jiǎn)單、聚合溫度低、機(jī)械強(qiáng)度 很高、自潤(rùn)滑、減震消音、耐油脂、耐磨耗、耐化學(xué)藥品、使用溫度范圍較廣等重要性能而在各機(jī)械行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，它可以替代有色金屬及其合金，能 達(dá)到以塑代鋼的目的。 根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，從 1998 年至 2022 年，國(guó)內(nèi)工程塑料消費(fèi)年均 增 長(zhǎng)速率為 26％，預(yù)計(jì)今后幾年的增長(zhǎng)率為 15％～ 18％ 。 從而在眾多領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。 167。 尼龍的特點(diǎn) 與普通尼龍 6 相比，鑄型尼龍生產(chǎn)成本低 ， 工藝簡(jiǎn)單，不需要復(fù)雜的生產(chǎn)設(shè)備 ，模具制作簡(jiǎn)單 。 MC 尼龍除了具有一般尼龍產(chǎn)品的性能外 .還具有工藝簡(jiǎn)單、聚合溫度低、結(jié)晶度高、密度小、力學(xué)性能好、相對(duì)分子質(zhì)量大且分布均勻、減振耐磨、耐腐蝕、自潤(rùn)滑、使用溫度范圍寬等 明顯 優(yōu)點(diǎn) 。鑄型尼龍相對(duì)分子質(zhì)量 在 7~10 萬(wàn) 左右 。鑄型尼龍成型制品的尺寸型號(hào)不 受限制，從理論上講，只要模具 大小 允許 ， 制品的尺寸大小 也 不受限制 ， 而且無(wú)方向性 ，大型的制品可達(dá)幾百公斤甚至更大的大型尼龍制品 。 鑄型尼龍產(chǎn)品被廣河南科技大學(xué)畢業(yè)論文 2 2 泛的 用于各種機(jī)械 儀器 零件 中，尤其在工程機(jī)械 中 作為耐磨減摩材料 代替銅等及其合金，不僅可以節(jié)省大量的 金屬 材料，而且其耐磨性 比銅好 ，使用壽命也比銅提升了 l～ 4 倍 ，和它相配合的軸磨損情況也極大程度得到提升 。近年來(lái) ， 以 MC 尼龍 加工制成的各類產(chǎn)品， 相應(yīng)取代了銅、不銹鋼材質(zhì) 和 巴氏合金 等 各類零部件。 MC 尼龍屬于工程塑料，而工程塑料 (Engineering Plastics)這個(gè)詞是杜邦公司 在 1956 年推出聚甲醛 (POM)時(shí)開始使 用的 [ 10]。 它沒(méi)有特定的定義，但普遍 認(rèn)為 在很多應(yīng)用領(lǐng)域 工程塑料是可 以 代替金屬，能在較長(zhǎng)使用時(shí)間 及較寬溫度范圍內(nèi)保持優(yōu)良性能，且 能承受機(jī)械應(yīng)力 作用 及作為結(jié)構(gòu)材料使用的一類塑料 [4]。 MC 尼龍作為 工程塑料 的一個(gè)特殊品種 ，它具有很多的優(yōu)點(diǎn) [