耐磨損性是指產品或者工具對於磨損性傷害的大小，傷害小的叫耐磨，傷害大的則不耐磨。他是工具使用壽命的一個重要指標。
基本介紹
- 中文名：耐磨損性
- 外文名：abrasion resistance
- 定義：產品或者工具對於磨損傷害的大小
- 製備：尼龍樹脂、超高分子量聚乙烯樹脂
- 材料：尼龍樹脂
提高方法,碳納米管徑對複合物耐磨損性的影響,耐磨損性能分析,斷面電鏡觀察,原位聚合納米的製備與耐磨損性,納米SiO2含量對耐磨損性的影響,納米複合材料的耐磨損性和耐劃痕性,
提高方法
具有高自潤滑性和高耐磨損性尼龍樹脂的製備方法，以尼龍樹脂、超高分子量聚乙烯樹脂、低分子量聚烯烴蠟、脂肪酸醯胺類表面活性劑為原料，將所列組分按一定比例混合後，經螺桿擠出機，在一定溫度下熔融混煉、造粒而成。發明的方法可解決製品在低載荷下發生表面熔融，只能在低速低負荷條件下使用的問題；降低尼龍樹脂的摩擦係數，在無油自潤滑的條件下長期使用；改善尼龍樹脂的耐磨損性能，提高其使用壽命。
碳納米管徑對複合物耐磨損性的影響
對MWC-NTs進行酸化處理，採用原位本體聚合方法製備複合板，用砝碼質量法評價複合板的耐磨損性。研究結果表明：混酸處理後，MWCNTs在MMA中的分散穩定性得到明顯提高，L-MWNTs-4060在PM-MA中分散得最好，L-MWNTs-60100分散得最差；L-MWNTs-4060型碳納米管複合板的耐磨損性最好，L-MWNTs-60100型的最差；而L-MWNTs-1030和L-MWNTs-2040型的介於其兩者中間。
耐磨損性能分析
隨碳納米管含量的增加，4種複合板的耐磨損性能均提高，在約1%處達最大值；L-MWNTs-4060 /PMMA的耐磨損性能最高，砝碼質量為86g；L-MWNTs-60100/PMMA的耐磨損性能最低，砝碼質量為80g，L-MWNTs-1030/PMMA和L-MWNTs-2040/PMMA的處於中間。可見，4種複合物的耐磨損性與MWCNTs標稱管徑間無明確規律可循。
當碳納米管超過約1%之後，耐磨損性能不再增加。不再增加的原因可能是因為碳納米管在有機玻璃板中發生了團聚，而使複合板中實際分散開來的碳納米管的數量減少。
L-MWNTs-60100/PMMA複合板的耐磨損性能最低的可能原因是碳納米管L-MWNTs-60100發生了團聚，在 PMMA中的分散不是很好，從而影響了複合物性能。
斷面電鏡觀察
比較碳納米管質量分數為1%時L-MWNTs-1030、 L-MWNTs-2040、 L-MWNTs-4060和 L-MWNTs-60100 /PMMA複合物的斷面電鏡圖 (5000倍 ).可以看出，L-MWNTs-4060型碳納米管是這四種中在PMMA中分散最好的，碳納米管能比較均勻地分散於PMMA中，未出現團聚；L-MWNTs-60100分散不是很好,局部發生了團聚。而L-MWNTs-1030和L-MWNTs-2040也有少量的團聚，但團聚的面積不大。
碳納米管在PMMA中分散的好壞，直接影響其複合材料的耐磨損性能。這可能是導致L-MWNTs-4060 /PMMA複合板耐磨損性最好，而導致L-MWNTs-60100/PMMA複合板耐磨損性最低的原因。
原位聚合納米的製備與耐磨損性
考察了納米SiO2/PMMA複合體系的耐磨損性。採用原位本體聚合方法製備納米SiO2/PMMA複合板，使用掃描電鏡和光學顯微鏡對納米SiO2及其複合物進行觀察，採用砝碼質量法測試複合物的耐磨損性。電鏡觀察結果表明：納米SiO2較為均勻地分散在PMMA基體中，並被PMMA所包覆，包覆物的粒徑介於30～100nm之間。耐磨損性測試結果表明：納米SiO2的加入可提高PMMA複合物的耐磨損性和耐劃痕性；當納米SiO2用量為1.0%時，複合物的耐磨損性能提升39.7%.
納米SiO2含量對耐磨損性的影響
採用砝碼質量法對不同納米SiO2含量的試樣耐磨損進行測試，可見，純PMMA板的砝碼質量為63g；隨著納米SiO2含量的增加，PMMA板耐磨損性能提高；在約1.0%處達到最大值：砝碼質量88g,耐磨損性能提升了39.7%.此後，耐磨損性略有降低。
納米複合材料的耐磨損性和耐劃痕性
依據物理化學作用增強增韌機理，由於納米材料具有小尺寸效應和表面效應，納米 SiO2可以通過物理作用或化學作用，改善與PMMA基體之間的相容性。因而提升了納米SiO2/PMMA複合材料的耐磨損性和耐劃痕性。依據微裂紋化增強增韌機理，當納米SiO2含量適中時，在PMMA基體中無機相團聚的機會相對較少，並且PMMA玻璃化轉變對無機相成長的抑制作用較強，從而使納米SiO2趨向均勻分散在PMMA基體中。在這種情況下，當基體受到外力作用時，由於剛性無機粒子的存在，會產生應力集中效應，容易激發周圍樹脂基體產生微裂紋 (或銀紋 ),吸收一定形變功，同時納米粒子之間的基體會產生屈服和塑性形變，吸收一部分能量。此外，由於剛性無機粒子的存在會使基體樹脂裂紋擴展受阻、鈍化，阻礙了內部結構的大面積破壞，從而提升材料的耐磨損性、耐劃痕性。
依據裂紋與銀紋相互轉化增強增韌機理，由於納米粒子的粒徑小、比表面積大，使其可與聚合物基體充分的吸附鍵合，增強了SiO2粒子與基體間的界面粘接力，從而提升複合物的性能。但是，當SiO2粒子含量高於一定比例後，粒子間的團 聚機會增加，PMMA玻璃化轉變帶來的對無機相成長的抑制作用減弱，SiO2粒子在基體中 發生團聚，團聚體會在基體中形成了大量的缺陷。由於這些缺陷的存在，基體在外力的作用下會產生更大、更多的銀紋或塑形形變，微裂紋會發展成為巨觀開裂，導致體系性能變差，因此隨著納米SiO2含量的繼續增加，PMMA複合材料的耐磨損性和耐劃痕性反而降低。
