聚醚醚酮复合材料摩擦学性能研究现状.pdf

68 工程塑料应用 2006年 ,第 34 卷 ,第 2 期 　　 聚醚醚酮复合材料摩擦学性能研究现状 潘育松 　熊党生 (南京理工大学材料科学与工程系 , 南京 　2 10094 ) ( ) 　　摘要 　介绍聚醚醚酮 PEEK 的基本物理化学性能 ,评述粒子填充 、纤维增强 、有机 - 无机共混和等离子处理 PEEK复合材料的摩擦磨损性能研究进展 ,指出今后应加强对多因素协同作用下 PEEK 复合材料磨损机理 、开展 PEEK复合材料微观摩擦学及生物摩擦学方面的研究 。 关键词 　聚醚醚酮 　复合材料 　摩擦磨损 　生物摩擦学 ( ) 　　聚醚醚酮 PEEK 是英国 IC I公司于 1977 年开发成功 降低 ,当纳米 SiO 、纳米 ZrO 和纳米 Si N 的质量分数为 2 2 3 4 并于 1980年正式生产销售的一种高性能工程塑料 ,它的摩 15%时 , PEEK复合材料的摩擦系数分别小于 0. 22、0. 30 和 擦系数低 ,耐磨性能好 ,是一种优良的低摩耐磨材料 ,广泛应 0. 24 ,而磨损率则随纳米粒子含量的增加而呈现先下降后上 用于航空航天和核工业等领域 [ 1, 2 ] 。同时 PEEK还具有良好 升趋势 。同时 PEEK复合材料的摩擦系数随载荷的增加而 的生物相容性和抗生物反应能力 。因此它在生物医学领域 下降 ,这表明在高载荷下纳米粒子更能有效地降低材料的摩 也有广泛的应用前景 [ 3～6 ] 。为了进一步提高 PEEK 的摩擦 擦系数 。纳米粒子提高 PEEK复合材料摩擦学性能的机理 ( ) 为 :一方面 SiC、Si N 等纳米粒子在滑动摩擦过程中通过与 学性能 ,将 PEEK与其它聚合物共混或采用碳纤维 CF 、玻 3 4 ( ) 不锈钢表面的化学反应 ,使部分纳米粒子被氧化为 SiO ,可 璃纤维 GF 、无机纳米粒子等复合增强 , 已成为制备摩擦学 2 性能和力学性能更优异的 PEEK复合材料的首选 。近年来 在不锈钢摩擦副的表面形成一层较薄且均匀的转移膜 ,这种 PEEK复合材料优异的摩擦学性能已引起越来越多的材料 转移膜的粘结强度较高 ,从而使复合材料显示出相当低的磨 学和摩擦学研究人员的关注 [ 7～10 ] 。为满足工程应用的需 损率 ,而当纳米粒子含量过高时 ,复合材料的粘合力减弱 ,从 要 ,采用现代手段和方法对 PEEK复合材料的摩擦学性能进 而导致转移膜的质量变差 ,又使磨损率上升 ;另一方面 ,与弹 行系统评价 , 已成为 PEEK复合材料的研究热点 。 性模量较低的聚合物相比 ,纳米粒子具有优 良的力学性能 , 1　PEEK 的物理化学性能 因而在滑动过程中纳米粒子还起着承受载荷的作用 。 PEEK是一种半晶态热塑性高性能工程塑料 ,它的玻璃 在 PEEK 中加入固体润滑剂粒