401 / 2021-06-15 20:55:24

具有多环境多工况适用性的PTFE基功能复合润滑材料的研究

随着我国航天事业的迅猛发展，多服役环境及苛刻工况下高效、可靠润滑需求逐渐成为空间及机械运动部件所面临的共性问题。因此，研发兼具低摩擦、长寿命及多环境、多工况适应性等于一体的功能润滑材料已成为摩擦学领域的热点方向。本研究基于不同组分间界面相互作用的设计及功能组装，开展了聚四氟乙烯（PTFE）基核壳复合功能润滑材料在结构调控策略、润滑耐磨性能调控和作用机制等方面的系列研究。首先，将原位聚合法和热压成型技术相结合制备了核壳聚四氟乙烯@酚醛树脂（PTFE@PR）复合材料。结果表明该复合材料在不同温度、载荷、速度和对偶粗糙度等多工况下都表现出优异的自润滑性能，还探究了摩擦诱导下双相聚合物链的长程有序的定向转移膜的形成机制。在此基础上，我们采用静电自组装法制备了PTFE和二维MXene（Ti₃C₂Tx）材料复合的pMXene@PTFE环氧涂层。结果表明，核壳粒子的构筑能抑制MXene的氧化，且该复合涂层在大气、湿度和真空条件下均表现出稳定的摩擦学行为。这主要是由于该复合涂层有助于单一MXene材料悬键的修补和钝化，有效抵抗活性分子的潜入，从而表现出环境不敏感性。总之，上述工作的开展为设计强韧兼备、多环境适应性的功能润滑涂层提供了实验依据和理论指导。