Page 19 - 《摩擦学学报》2020年第4期

第 4 期 贾卫红, 等: 多孔PI/MSNT复合含油润滑薄膜的设计制备及其摩擦学性能研究 429

16
1.5% 1.5% 3.0%
16 3.0% 4.5% 6.0%
4.5% 7.5%
6.0% 12
The oil content/% 8 The oil content/% 8
7.5%
12

4
4
0 5 10 15 20 25 30 0 2 000 4 000 6 000 8 000 10 000 12 000
Centrifuge time/min Centrifuge velocity/(r/min)
(a) (b)
12 12
6.0% PS 6.0% PS
6.0% PS+0.4% MSNT 6.0% PS+0.4% MSNT
11 11
The oil content/% 10 9 The oil content/% 10 9

8 8

7 7
0 5 10 15 20 25 30 0 2 000 4 000 6 000 8 000 10 000 12 000
Centrifuge time/min Centrifuge velocity/(r/min)
(c) (d)

Fig. 6 Influences of (a) centrifuge time and (b) centrifuge velocity on the oil content of the porous liquid paraffin-containing
PI/MSNT composite films prepared with 0.5% MSNT and different contents of PS (1.5%，3.0%，4.5%，6.0%，and 7.5%)；influences
of (c) centrifuge time and (d) centrifuge velocity on the oil content of the pure porous PI film and the
liquid paraffin-containing PI/HMSNs composite films prepared with 6.0% PS.
图 6 不同PI/MSNT含油薄膜的含油率随甩油时间(a)和离心速率(b)的变化曲线，PI和PI/MSNT含油薄膜
含油率随甩油时间(c)和离心速率(d)的变化曲线

高的含油率，可证实MSNT的添加有效地改善了多孔 2.6 复合薄膜的摩擦学性能
PI薄膜的储油性能，结果如图6(c)和(d)所示. 在室温及不同载荷条件下，我们系统对比研究了
2.5 多孔PI/MSNT复合薄膜的热稳定性分析 PI和PI/MSNT含油薄膜的摩擦学性能，试验中制备单
由图7(a)的热重分析(TGA)结果可知，多孔PI薄膜 一的孔状PI或PI/MSNT复合薄膜时PS的质量分数均
以及多孔PI/MSNT复合薄膜各阶段的热分解温度相 为6.0%，复合薄膜中MSNT的质量分数固定为0.5%.
差不大，但热失重速率表现出明显的差别. 对于多孔 如 图 8(a)所 示 ， 因 MSNT在 PI基 体 中 的 无 序 分 散 ，
PI薄膜，当其基体中引入热稳定性较好的MSNT以后， PI/MSNT含油薄膜在摩擦起始阶段有一段明显的磨
热失重速率明显降低，说明所制备的多孔PI/MSNT复 合期. 当载荷低于200 N时，两种薄膜的摩擦系数均较
合薄膜具有比单组分多孔PI薄膜更好的热稳定性. 图7(b) 高且不稳定，随着载荷的不断增加和摩擦热的逐步积
为不同孔隙率的多孔PI/MSNT复合含油薄膜的TGA 累，贮存在空隙中的液体石蜡油释放在摩擦界面处形
[25]
曲线图，可以看出，对于这几种PI/MSNT复合含油薄 成连续的润滑油膜 ，摩擦系数逐步降低并趋于稳定
膜来说，首先均在250 ℃出现热失重现象，这主要归因 在0.12左右. 而PI含油薄膜在此过程中摩擦系数逐步
于液体石蜡油的受热挥发；由于含油量不同，含油薄 增加，当载荷增加到500 N时，油膜被磨穿并发生瞬间
膜的热失重量也不同. 含油薄膜在400 ℃处出现了第 咔咬，导致润滑失效，这主要是由于PI材料本身的大
二个失重峰，对应于PI基体的热分解. 总体来说，这几 孔结构使其力学性能和在液体石蜡油的缓慢释放方
种含油薄膜在各阶段的分解温度基本上没有发生改 面存在明显的不足造成的. 由此可以看出，在高载荷
变，说明液体石蜡油的浸入并未对PI/MSNT复合薄膜 下，PI/MSNT含油薄膜表现出了更好的缓释放油能
[8]
本身的热稳定性能产生显著影响 . 力，具有较高的承载性能和稳定的摩擦系数.