聚合物复合薄膜改性橡胶表面结构及其摩擦性能研究.pdf

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第 27 卷第 2 期摩擦学学报 Vol 27, No 2
2007 年 3月 TR IBOLOGY March, 2007
聚合物复合薄膜改性橡胶表面结构
及其摩擦性能研究
江晓红 1 , Yarmolenko МА2 , Rogachev A V2 , 杨绪杰 1 , 陆路德 1
(1. 南京理工大学化工学院, 江苏南京 210094; 2. 白俄罗斯国立交通大学材料系, 白俄罗斯戈梅利 246653)
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摘要: 采用真空电子束分散聚氨酯、聚四氟乙烯及其混合物靶材制备单层、双层和复合薄膜改性丁腈橡胶表面,在
MMT型球盘微摩擦磨损试验机上评价其摩擦性能. 结果表明,当混合物靶材中聚氨酯和聚四氟乙烯质量比为 1∶1
时,复合薄膜的摩擦系数较低,辉光放电等离子体预处理橡胶基体表面对薄膜结构及其摩擦性能影响显著.
关键词: 聚合物膜; 聚四氟乙烯; 聚氨酯; 表面改性; 丁腈橡胶; 摩擦性能
中图分类号: TQ33; TH117. 3 文献标识码: A 文章编号: 1004 0595 (2007) 02 0106 06
采用现代电子等离子体技术改性橡胶工业制 PTFE为俄罗斯产商品号 6 05 1999 85 的氟塑料
品(Rubber technical p roduce,简称 RTP)表面具有高 4A;聚氨酯为俄罗斯产 TY84 404 78.
效性. 橡胶表面改性是在不影响橡胶基体性质的基 1. 2 试样制备
础上通过改变橡胶的表面性质来适应某些特定的用采用真空电子束分散聚合物及其混合物靶材形
途或赋予橡胶某些特殊性能[ 1, 2 ] . 在这种情况下,材成活性气相物质,从而在基体表面沉积单层、双层和
料力学性质不变,只是改变近表面层厚 1 ~10 μm 复合聚合物薄膜[ 6, 11 ] . 沉积薄膜的基体材料为 CKH
的结构和性质以改善制品的应用性能,例如可浸湿 26丁腈橡胶,靶材为 PU、PTFE及其不同质量比的
性、耐候性、摩擦性能、可渗透性、粘结性和抗静电性混合物. 采用石英厚度测量仪确定薄膜的沉积厚度,
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等[ 2 4 ] . 橡胶制品的使用工况大多在动态滑动状态一般控制在 0. 5 μm 左右. 薄膜沉积装置由白俄罗
下,如旋转轴密封圈等运动件. 减少橡胶的摩擦系数斯国立交通大学材料系自行研制.
可以减少摩擦力并有效降低橡胶制品的磨损. 目前, 表 1给出了采用真空电子束分散聚合物靶材所
广泛采用在 RTP表面沉积聚四氟乙烯( PTFE)薄膜沉积的 4种薄膜:单独分散聚合物靶材沉积的 PTFE
以降低其摩擦系数,提高对有机溶剂的耐蚀性[ 5, 6 ] . 和 PU单层膜(No. 8和 No. 9) ;先沉积 PU 后再沉积
但实际应用表明,由于 PTFE薄膜强度低且在基体 PTFE的双层膜(No. 2) ;分散 PU 和 PTFE不同质量
表面的附着力差而耐磨性低[ 7~9 ] . 因此,沉积复合薄比(1 ∶1、2 ∶1 和 1 ∶2)混合靶材沉积的复合膜
膜改性 RTP表面工艺具有一定的实际意义. 复合薄(No. 5~No. 7) ;在复合薄膜