运用电子束对橡胶的摩擦特性进行改造

材料成型及控制工程论文，论文编号:JX1405  论文字数:9463.页数:31

摘要

橡胶材料做的成型部件应用于很多不同的产品。当橡胶表面与金属表面动态接触时，低摩擦系数和高抗磨损能力，而且静摩擦系数和动摩擦系数之间的低差别都有要求。使用活性溴的方法结合了溴和电子束交联两者表面改造的优点。但是这个方法受限于材料必须有足够程度的双键（NBR），而三元乙丙橡胶(EPDM)只有少量的双键。摩擦会阻碍橡胶在金属表面的滑行并且会减少橡胶的使用寿命,所以改变橡胶的摩擦特性是相当有必要的。
原子和分子能直接被高能量的电子激活或者离子化。这些带有反应性种类的产生会优先带领游离基的产生。这些游离基会引发复杂的化学反应。化学反应的结果取决于被吸收的剂量率，材料的化学结构，和处理条件（比如温度）。最终复杂的聚合物反应会产生新的分子结构。
这篇论文的主要目的是调查通过增加聚四氟乙烯（PTFE）粉末和电子束处理，聚乙烯和三元乙丙胶（PP-EPDM）混合物的摩擦特性是怎样改变的。
在100KGy电子束辐射处理下，PP-EPDM-PTFE混合物发生了交联。混合物有三种不同的质量比例，分别为PP-EPDM_50%:50% , PP-EPDM-PTFE_47.5%:47.5%:5%,PP-EPDM-PTFE_45%:45%:10%。将被改造过后的混合物进行摩擦系数测试和抗磨损能力测试。

关键词: 三元乙丙胶（EPDM） 聚乙烯（PP） 聚四氟乙烯粉末（PTFE-micro-powder） 金属表面  电子束处理  摩擦系数  抗磨损能力

Abstract

Form parts made of elastomer material are used in most different products. Low friction coefficients and high wear resistance as well as low difference between static and dynamic contact with metallic surfaces. Friction blocks elastomer sliding on the metallic surface and reduces its using time.  So it’s necessary to modify the friction properties of elastomer. The method of the activated Bromination unites the advantages of the surface modification by means of bromine and the cross-linking via electrons. The method is restricted to materials with double bonds (NBR)，but EPDM do not have enough double bonds .Atoms and molecules can directly be excited or ionized via high-energy electrons .The reactive species produced lead preferentially to the generation of radicals which can initiate complex chemical reaction in turn. The result of those chemical reactions depends on absorbed dose, chemical structure of the materials to be modified and treatment conditions（temperature ）. It is know, that in the result of those complex reactions polymer of changed molecule structure can arise.
This dissertation mainly investigates how friction properties of a polypropylene-EPDM-blend can be modified, by adding of PTFE micro-powder and electron treatment. Under 100KGy dose electron beam treatment, PP-EPDM-PTFE blends were crosslinked. There are three different ratio of blends，as PP-EPDM-50%:50% ，PP-EPDM-PTFE_47.5%:47.5%:5%, PP-EPDM-PTFE_45%:45%:10%.After modification, it has to be checked the friction coefficient on the metallic surface and wear resistance.

Keywords: EPDM   PP   PTFE-micro-powder   Metallic Surface     
Electron Treatment   Friction Coefficient    Wear Resistance

目  录
中文摘要 i
英文摘要 ii
目录 iii
第一章  绪论 1
 1.1  研究动机与目的 1
 1.2  研究背景 1
 1.3  研究方法与系统描述 1
第二章  简介 3
 2.1  聚合物简介 3
     2.2  电子束简介 4
 2.3  交联 8
第三章  实验 9
 3.1   材料 9
     3.2  准备实验样本 9
           3.2.1 混合 9
           3.2.2 混合物颗粒和粉末 12
           3.2.3 实验薄片 13
     3.3  电子束处理 13
     3.4  准备测试样本 14
     3.5  摩擦系数测试 14
     3.6  抗磨损能力测试   17
第四章  结果和讨论 19
     4.1  摩擦系数测试结果 19
     4.2  抗磨损能力测试结果 21
 第五章  结论 25
 参考文献 27

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