聚氨酯橡胶表面DLC薄膜的制备及耐磨性能优化

摘要

目的增强聚氨酯橡胶的耐磨性能。方法选用四氯乙烯作为溶塑剂对聚氨酯橡胶进行预处理,再采用阴极放电等离子技术进行类金刚石(DLC)薄膜的镀制。通过扫描电子显微镜、拉曼光谱仪对制备的试样表面形貌和组成进行观察、表征。采用摩擦试验机对试样在干摩擦条件下的摩擦磨损行为进行分析,并观察试样的磨痕形貌。结果随着四氯乙烯超声处理温度和时间的增加,基体表面原有条纹的深度呈现先增大后减小的趋势,镀制薄膜后,试样表面平整,且粗糙度逐渐降低;薄膜组成从非晶态碳结构,逐渐转变为金刚石相与石墨相混杂的典型类金刚石结构。在干摩擦过程中,镀膜试样的摩擦系数比未镀膜试样降低了40%以上,随着超声处理温度和时间的增加,镀膜试样的摩擦系数和磨损量均呈现先减小后增大的趋势,其中在50℃四氯乙烯超声处理15 min后,镀膜试样4的摩擦系数和磨损量最小。结论四氯乙烯超声处理有助于改善聚氨酯表面DLC薄膜的摩擦性能,合适的四氯乙烯超声处理温度为50℃,合适的超声处理时间为15 min。