碳纳米管%2f环氧树脂复合材料摩擦磨损性能研究.pdf

独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得云洼王些态堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名: 签字日期硼)年;月厂日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解云鋈王些太堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权丢鎏王些态堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名:乡≥≯y勺厂签字吼为l 3年、;月厂口导师签名: 签字口撰扣,J年三扩’l 学位论文的主要创新点一、将三乙烯四胺接枝到羧基化的碳纳米管表面,制备了与环氧树脂共价结合的胺基化碳纳米管。二、系统地研究了功能化碳纳米管/环氧树脂复合材料摩擦磨损性能, 探讨了复合材料的磨损机理。三、将无机纳米颗粒填充和表面化学复合镀技术相结合协同改善环氧树脂的耐磨性。摘要环氧树脂作为高分子材料一个重要的分支,具有低的收缩率、优异的耐化学腐蚀性能、热稳定性能和力学性能。它作为一种结构材料在电气、机械及汽车等领域具有广泛的应用。但是,环氧树脂在固化的过程中三维交联的网状结构使其质脆、表现出较差的耐磨性,因而又限制了其广泛应用。碳纳米管具有优异的力学性能和良好的自润滑性能。因此,通过碳纳米管填充和表面化学复合镀技术改善环氧树脂的摩擦磨损性能的研究具有重要的意义。首先,本文采用混酸处理、酰氯化、酰胺化等一系列反应得到羧基化的碳纳米管和胺基化的碳纳米管。使用Raman、FT_IR、xPS对功能化前后的多壁碳纳米管进行表征,并对改性前后的碳纳米管在水中的分散性及分散稳定性进行了研究。结果表明:成功地将含氧基团和三乙烯四胺接枝到碳纳米管表面,改性后的碳纳米管在分散性明显得到改善,并且其分散稳定性很好。其次,采用熔融共混法制备了碳纳米管/环氧树脂复合材料,考察了不同类型的碳纳米管以及碳纳米管的含量对环氧树脂复合材料力学性能和摩擦磨损性能的影响。同时考察了滑动速度和载荷对碳纳米管/环氧树脂复合材料摩擦磨损性能的影响。并用扫描电子显微镜观察了复合材料拉伸断面的形貌及摩擦磨损面的形貌。结果表明:碳纳米管的加入改善了环氧树脂复合材料的力学性能,提高了复合材料的耐磨性,并且胺基化碳纳米管的增强效果最显著。SEM结果显示: 功能化的碳纳米管在环氧树脂基体中的分散性得到明显的改善,纯的环氧树脂的磨损机制为粘着磨损,而胺基化碳纳米管/环氧树脂复合材料的磨损机制为磨粒磨损。最后,通过表面化学复合镀技术存复合材料表面涂覆Ni。TS复合镀层, 并研究了其摩擦磨损性能。研究发现:Ni—TS镀层进一步起到了减磨耐磨的效果。关键词:环氧树脂;碳纳米管:功能化;力学性能;摩擦磨损性能;化学镀 Abstract As an important branch of poIymer mate“als,epoxy resin has low curing shrinkage incure,good chemical and corrosion resistance,excellent thermal stability and mechanical can beused inmany fieldssuch as electric,machines, automobiles as a structural ,epoxy resin curing presents 3D cross—work structure characteristics,which resultsinepoxy resindisplaying a lower wear resistance and limiting itsextensive application in return. Carbon nanotubes have excellent mechanical property and self_1ubricating , the research to improve the frictionand wear behavior throu曲adding carbon nanotubes intoepoxy andelectrolessplating technology ismeaningfhl. First,acid—TS andamino—TS were obtain