[00802474]耐高温耐磨PEEK自润滑复合材料的研究

1、课题来源与背景：耐高温耐磨PEEK自润滑复合材料研究是在能充分发挥长沙理工大学的技术优势、湖南省的产业基础优势和国际合作方奥地利马尔他有限公司的现场测试优势的基础上，提出的一项产学研紧密结合且具有很好产业化前景的研究项目。高分子耐磨材料由于具有耐腐、耐磨、自润滑、抗咬合、低噪音及易成型等众多优点而越来越多地替代金属或粉末冶金材料用来制造轴承、齿轮等耐磨零件。然而随着仪器设备朝着高速、高载方向发展，普通的高分子耐磨材料(大多在200℃以下使用)不再满足使用要求，否则会因仪器设备发生磨损失效而导致重大经济损失甚至人员伤亡。因此，研制能在高温下长期工作的高分子耐磨材料十分必要。2、技术原理及性能指标：课题所研制材料利用了具有一定长径比的钛酸钾晶须(PTW呈现良好的增强效果，但又不会像长纤维那样使材料呈现明显的各向异性)、具有优良自润滑性能的聚四氟乙烯(PTFE)以及具有一定外润滑和成核剂作用的滑石粉以及其它助剂共同对PEEK进行改性。其性能指标与PEEK相比，其耐磨性提高了98﹪(磨损量为8.6mg)，摩擦系数降低了57﹪(达0.175)，PV极限值提高了40﹪(达19956N·m/s)，拉伸性能提高了38﹪(达123.4MPa)，抗压强度提高了31﹪(达181.8MPa)，弯曲强度提高11.7﹪(达157.8MPa)，其它力学性能亦满足使用要求，而成本比PEEK降低了35﹪以上。3、技术的创造性与先进性：(1)结合实际工程应用背景，运用先进的复合材料设计理论，从分子桥接与粘合角度进行晶须与聚合物基体结合的分子设计，实现功能体与基体间牢固的界面结合；(2)采用多约束成型加工技术，通过数值模拟、模具结构优化和挤出参数优化，实现对材料聚集态结构(含晶须的分布和取向)的有效调控。4、技术的成熟程度，适用范围和安全性：该成果还处于中试阶段，成果在长沙天鹅工业泵股份有限公司有少量应用，它有望替代有色金属及合金尤其是替代进口赛龙轴承材料用于生产具有旋转或滑动运动仪器设备的轴承、齿轮、轴瓦、轴套、滚轮等耐高温、耐磨、耐腐蚀、耐压、少或无润滑的零件，以及耐热、耐腐蚀条件下工作的结构零件，用于耐高温、耐磨、温度在-80-250℃工作的轻中等载荷的结构零件。在轻、中等载荷下安全性能有保障。5、应用情况及存在的问题：成果还没有批量应用，主要是材料注塑成型加工工艺问题还没有完全得到解决，有些加工工艺参数还有待调整与优化。