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泰州科德橡胶机械-密炼机:影响橡胶摩擦磨损性能的因素

发布时间:2019-02-18 22:21:00 点击:    编辑:澳门棋牌娱乐游戏平台

1、 橡胶的物理力学性能

泰州科德橡胶机械-澳门游戏平台注册网站厂家2019年2月18日讯  由于高弹性 、低模量的特点 ,橡胶的摩擦磨损性能受自身物理力学性能的影响较大 。橡胶的硬度较小 ,与刚性物体接触时 ,真实接触面积较大 ,而真实接触面积的大小是决定摩擦的重要因素 ,因此 ,橡胶的硬度对其摩擦性能的影响较大。

     橡胶的粘弹性参数 tan W对摩擦力有直接的影响 ,而橡胶交联度的降低 ,使 tan W增 大 ,因此摩 擦力增 大 ,摩 擦系 数和 磨损也 随之 增大。从物理化学的角度来看 ,交联越弱 ,磨损率越高 ,是由于较低程度的交联易被机械应力破坏的缘故 。研究发现,电子束辐照导致乙丙三元橡胶的交联度增加 ,使得摩擦降低 。橡胶表面自由能的高低决定了橡胶与对偶间相互作用力的大小 ,进而对橡胶的粘着摩擦产生影响 。一般而言 ,摩擦系数随表面自由能的增加而增大。


2、 橡胶的改性

     对橡胶进行填充改性时 ,在改变橡胶的物理力学性能的同时 ,也改变了橡胶的摩擦学性能。 研究单轴定向聚酰胺纤维增强的氯丁橡胶( SFRR)]和芳纶短纤维增强的 天然橡胶时 ,发现材料的摩擦学行为与滑动方向密切相

关 ,沿垂直于纤维取向方 向摩擦时 ,磨损 率最低 ,沿纤维取向摩擦时 ,磨损最大 。 在抗油性的丁腈橡胶 、氯磺化聚乙烯橡胶 、氟橡胶中 ,加入润滑剂 (如有机硅油 、Mo S 2 等 )后 ,发现 Mo S 2可在橡胶表面形成一润滑层 ,能降低表面能和滞后效应 ,进而使摩擦系数显著降低。

     利用自身离子辅助离子镀 ,在橡胶表面沉积一层铜 、钛、钨、锆等金属 ,能有效降低橡胶与对偶间的真实接触面积 ,显著降低摩擦力。

     氯化也可降低橡胶的摩擦系数及其对滑动速度和温度的依赖性 。

3、 环境温度

    橡胶的摩擦与粘弹性参数tan W 和弹性模量有直接关系 (如式 4),弹性模量随温度的升高而降低 , tan W则随温度的升高先上升后下降13

 第 5期 吕仁国等 : 橡胶摩擦磨损特性的研究进展(极值点温 度低于 0℃ ),因此 ,摩擦系数随温度的升高先上升后下降 ,极值点与 tanW的极值点和弹性模量随温度升高而降低的速率有关。

    随温度的升高 ,橡胶的弹性模量下降 ,磨损斑纹间距增大。 高温条件下

,由于橡胶老化严重 ,撕裂强度降低 ,使得磨损率显著增加 ,并且磨损率呈周期性大范围变化。

 4、 润滑介质

       润滑剂的存在可阻止橡胶与对偶面的直接接触 ,粘着摩擦明显降低 ,橡胶磨粒磨损的斑纹间距减小 ,磨损率也显著降低。但在选用润滑剂时 ,必须考虑它对橡胶的溶胀作用 ,以及高温油润滑所导致的橡胶的化学降解或热降解 ,否则可能会加剧磨损 。

     在水 (或水溶液 )润滑条件下 ,随对偶的不同 ,水对橡胶和对偶的摩擦磨损性能的影响也不同 。当对偶为惰性物质 (如玻璃 )时 ,水层可以起到非常好的润滑作用 ,摩擦系数随润滑膜膜厚的增加而降低 。 当对偶较活泼时(如钢 ) ,橡胶几乎无磨损 ,而对偶的磨损则比干摩擦时大得多。

5、 溶胀作用

     橡胶对有机溶剂及润滑剂的溶胀作用比较敏感 。一般情况下 ,溶胀会破坏橡胶的交联体系 ,引起 橡胶的硬度 、撕裂强度等 力学性能降低 ,导致磨损的增大。

    Thavamani 等用扫描电子显微镜 (SEM) 研究了硫化天然橡胶 、丁苯橡胶 、氢化丁腈橡胶在不同条件下的磨损机理 ,发现当法向载荷较小时 ,无典型的磨损斑纹出现 ,但橡胶在甲苯或二甲基甲酰胺中溶胀后 ,在其磨损表面可以观察到明显的磨损斑纹 。这是因为橡胶溶胀后 ,其抗撕裂性能大大下降 ,弹性模量明显降低 ,因而与溶胀前相比 ,磨损斑纹间距变大 。

    对于一些有活泼官能团的橡胶 (如 NBR、HN BR) ,可利用其化学活性较高的特点 ,使之与某种溶剂反应 ,在橡胶表面形成一层化学反应膜来改善橡胶的摩擦学性能。 Bielinski利用碘溶液的溶 胀作用对丁腈橡胶进行了改性 ,改性后的NBR 和 HN BR 的摩擦系数明显降低 。 X PS 分析表明碘与橡胶表面的氰基结合形成一层薄而硬的改性层 ,此改性层具有降低摩擦的作用 。然而 ,过度溶胀会使橡胶形成较厚改性层 ,因其与弹性本体的结合性较差 ,反而会导致摩擦增大 ,加剧磨损 。

6、 其它因素

     速度 、载荷等因素都会对橡胶的摩擦磨损产生影响 。一般而言 ,橡胶的摩擦系数随载荷和滑动速度的增加而减小 ,过大的载荷和滑动速度都会引起试样生热和表面的破坏 。

结束语

     本文综述了橡胶的摩擦磨损特性及其影响因素 。应当指出 ,在橡胶的实际应用中 ,往往经受多个因素的同时或交替作用 ,而各因素之间又可能是相互影响 、相互制约 、相互转化的 ,这就更增加了研究工作的难度 。橡胶作为一种极其重要的工程材料 ,必须对其进行更加深入 、系统的研究 。今后 ,对橡胶摩擦学的研究 ,应着重在以下几个方面 :

(1)深入研究橡胶减摩 、降磨的作用机理 。

( 2)研究橡胶与对偶间摩擦物理及摩擦化学效应 ,以及两种效应之间的关系 。

(3)开展橡胶磨损图的研究 ,确定橡胶材料在各种实际工况中的摩擦磨损机制 。

(4)合成具有良好摩擦学性能的新型橡胶 ,探讨常用橡胶的摩擦学改性方法 。


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