聚酰亚胺多孔含油材料摩擦磨损性能研究

摘要

聚酰亚胺具有高热稳定性、良好的力学性能和耐溶剂等性能。由聚酰亚胺制成的多孔材料具有特殊的骨架结构，能够存储和稳定释放润滑剂，在自润滑材料领域得到广泛的应用，尤其常被用作精密陀螺仪和轴承保持架材料等，但因其制备工艺的不同影响着材料的关键性能。因此，以聚酰亚胺为基体制备多孔材料已成为自润滑领域研究的热点。
　　 本论文采用冷压烧结工艺制备聚酰亚胺多孔材料。采用造孔剂法调节材料的内部结构、力学性能及其摩擦磨损性能，研究了在不同润滑条件下聚酰亚胺多孔材料的摩擦磨损性能，同时还考虑了多孔材料的力学性能。
　　 采用冷压烧结工艺制备聚酰亚胺多孔材料，考察工艺参数对多孔材料性能的影响，采用神经网络建立油保持率预测模型。结果表明随着冷压压力、烧结温度和烧结时间的提高，含油率呈现下降趋势；而油保持率由材料孔径和孔隙率共同决定，其与工艺参数关系较复杂；同时，径向基函数模型更适合聚酰亚胺多孔材料冷压烧结工艺。
　　 在冷压烧结工艺的基础上，采用造孔剂法改善聚酰亚胺多孔材料的多孔结构、材料力学和摩擦性能影响。分析可知通过调节造孔剂含量能够控制多孔材料的性能。造孔剂的加入有效增大孔径，提高含油率，从而改善材料摩擦磨损性能。
　　 基于以上成型工艺制备聚酰亚胺多孔材料，采用高温真空渗透方法制备其多孔含油材料。分别考察了材料孔径分布、材料供油情况和热重分析。在此基础上，研究了不同工况条件下材料的摩擦磨损性能。结果表明聚酰亚胺多孔材料孔径集中在1～10μm的范围，孔隙基本相互贯通；材料的油保持率由材料物性、润滑油粘度和离心速率共同决定；多孔含油材料能够形成稳定润滑膜，从而降低聚酰亚胺材料磨损率。