Page 143 - 《摩擦学学报》2021年第2期

288 摩 擦 学 学 报 第 41 卷

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体处理后表面粗糙度和活性基团含量显著增加，树脂 垫材料摩擦学性能的提升. 胡仁松等 研究磷酸酯偶
基体对纤维织物的浸润性大幅提高，从而提升了织物 联剂接枝改性处理PTFE/芳纶纤维复合编织衬垫对自
衬垫材料的界面黏附性能. 摩擦磨损试验显示经空气 润滑关节轴承黏结性能和摩擦磨损性能的影响. 结果
等离子体处理后，织物衬垫在不同载荷和滑动速度条 表明：磷酸酯偶联剂接枝改性处理衬垫可以有效提高
件下的摩擦系数和磨损率均呈现出不同程度的降低， 轴承衬垫的黏结性能；织物衬垫经接枝改性后，自润
这主要归因于纤维/树脂界面黏附性能的改善. 滑关节轴承的摩擦系数、磨损量以及摩擦温升均明显

4.2 化学改性方法 降低，表明轴承的摩擦学性能得到明显地提升. Yuan
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化学改性方法主要包括化学接枝、化学涂敷、酸 等 利用聚多巴胺涂层作为界面中间层，在Nomex/PTFE
碱刻蚀和电化学改性等方法，通过在纤维表面引入活 织物表面接枝氨基硅烷，并研究该接枝改性对织物衬
性功能基团或构建粗糙表面，促进树脂对织物纤维的 垫机械和摩擦学性能的影响. 结果显示，Nomex/PTFE
浸润，同时在纤维与树脂之间形成化学键接，改善纤 织物衬垫经接枝改性后的界面黏附性能和耐磨性能
维与树脂基体之间的界面黏附性能，进而实现织物衬 均呈现出显著地增长，如图9所示.

(a) OH OH
OH OH NH 2 OH HNH 2C
OH OC 2H 5 H 2N NH 2 CH 2NH
H 2N Si OC 2H 5 H 2N NH 2 CH 2OH
OH OH H 2N
H 2N OH OC 2H 5 OH OH
(Dopamine) OH OH H 2N NH 2 (Resol) CH 2NH
Ethanol solution H 2N NH 2 HNH 2C
Tris buffer (pH-8.5) OH OH (pH 9~10) H 2N NH 2 (180 ℃, 0.2 MPa)
room temperature room temperature OH OH
OH OH H 2N
NH 2
H 2N NH 2 CH 2NH HNH 2C
OH H 2N
OH
NH 2
(PTFE of Nomex fiber) PTFE (Nomex)-PDA PTFE (Nomex)-PDA-KH550 PTFE (Nomex)-PDA-KH550-
Phenolic resin
(b) 5
140
120 4
Tensile strength/MPa 80 Bonding strength/(N/mm) 3 2
100
60
40
20 1
0 0
Pristine hybrid Hybrid fabric- Hybrid fabric- Pristine hybrid Hybrid fabric- Hybrid fabric-
fabric composite PDA composite PDA-KH550 fabric composite PDA composite PDA-KH550
composite composite
0.15
(c) Pristine fabric composite
7
Pristine fabric composite Fabric-PDA composite
Fabric-PDA composite 0.12 Fabric-PDA-KH550 composite
6
Wear rate/[10 −14 m 3 (N·m) −1 ] 4 3 2 Friction coefficient, μ 0.09
Fabric-PDA-KH550 composite
5
0.06

0 1 0.03
0.00
75.0 82.0 90.0 97.5 75.0 82.0 90.0 97.5
Load/MPa Load/MPa

Fig. 9 (a) Illustration of procedure for preparing amino functionalized PTFE and Nomex fibers；(b) The tensile and bonding strength
of pristine fabric，fabric-PDA and fabric-PDA-KH550 composites；(c) Wear rate and friction coefficient of pristine fabric，fabric-
PDA and fabric-PDA-KH550 composites as a function of applied load (0.26 m/s，120 min)
图 9 (a) PTFE和Nomex纤维氨基功能化过程示意图；(b) 未改性，多巴胺改性以及PDA-KH550联合改性织物复合材料的拉伸
和剥离强度；(c) 未改性，多巴胺改性以及PDA-KH550联合改性织物复合材料的磨损率、摩擦系数随
应用载荷的变化规律 (0.26 m/s，120 min)