多壁碳纳米管改性超高分子量聚乙烯的摩擦学性能

陈雾^1,2，段海涛^1,2，顾卡丽^1,2，向亚玲^1,2，商宏飞³，李健^1,2

1. 武汉材料保护研究所3. 清华大学摩擦学国家重点实验室

摘 要：将多壁碳纳米管(MWNTs)以不同浓度与超高分子量聚乙烯(UHMWPE)粉料共混,通过热模压成型的方法制备MWNTs/UHMWPE复合材料。利用分子动力学模拟对MWNTs/UHMWPE复合材料的粘附机理进行了深入研究,并预测出MWNTs对UHMWPE的摩擦学性能的改性作用;通过摩擦磨损试验系统研究了不同质量分数MWNTs对UHMWPE复合材料摩擦学性能的影响。结果表明:MWNTs可以作为有效填料用以制备UHMWPE复合材料;随着MWNTs含量的增加,MWNTs/UHMWPE复合材料表面硬度有少量增加,摩擦系数的变化并不显著;当MWNTs质量分数为0.3%时,复合材料表现出较小的摩擦系数和优异的抗磨性能。

关键词：超高分子量聚乙烯;多壁碳纳米管;分子动力学模拟;摩擦磨损;结合能;