應用場景

　　PTFE基聚合物復合潤滑材料、潤滑添加劑及涂層材料的應用。

　　關鍵性能

　　通過PTFE與有機/無機材料的結(jié)構設計和功能修飾制備了系列PTFE基復合潤滑材料，解決了物理共混制備復合材料時分散不均和相分離等問題。

　　產(chǎn)品介紹

　　據(jù)蘭州化學物理研究所介紹，蘭州化學物理研究所固體潤滑國家重點實驗室功能潤滑材料課題組和潤滑與防護材料研發(fā)中心工程用特種潤滑材料課題組共同致力于潤滑材料的功能組裝策略、結(jié)構調(diào)控、性能優(yōu)化及摩擦學機理等系統(tǒng)研究。研究人員通過PTFE與有機/無機材料的結(jié)構設計和功能修飾制備了系列PTFE基復合潤滑材料，解決了物理共混制備復合材料時分散不均和相分離等問題。研究成果對PTFE基聚合物復合潤滑材料、潤滑添加劑及涂層材料的應用提供了理論與實驗依據(jù)。為改善PTFE作為摩擦副元件使用時耐磨性不足的問題，研究人員制備了以PTFE為核，酚醛樹脂、聚丙烯酸酯為殼的核殼復合材料（PTFE PR、PTFE PACR），在苛刻工況下獲得了高承載性和耐磨性（圖1）。優(yōu)異的摩擦學性能與轉(zhuǎn)移膜的均勻性、結(jié)晶性及其與基底的結(jié)合作用密切相關。

圖1 不同工況下PTFE基核殼復合材料的結(jié)構設計和性能研究

　　為解決PTFE用作固、液潤滑添加劑時相容性和分散性較差的問題，研究人員借助殼體材料表面豐富的官能團，通過乳液聚合-溶膠凝膠法、靜電自組裝法制備了PTFE SiO2、MXene PTFE和GO PTFE核殼微粒。摩擦過程中轉(zhuǎn)移膜的均勻性及與基底的結(jié)合強度是復合材料在環(huán)氧樹脂、PAO6和水潤滑體系中具有優(yōu)異摩擦學性能的根本原因（圖2）。

圖2 PTFE基固、液潤滑添加劑的結(jié)構設計和性能調(diào)控

　　基于PTFE復合材料優(yōu)異的摩擦學性能與轉(zhuǎn)移膜微觀結(jié)構間的相關性，研究人員在摩擦誘導下制備了PTFE基異質(zhì)潤滑涂層（PTFE/Al3+-GS和PTFE/Al3+-MXene），并對相關轉(zhuǎn)移潤滑理論進行了模擬研究（圖3）。通過結(jié)構分析和分子動力學模擬揭示了轉(zhuǎn)移膜的形成機理、結(jié)構演變及界面摩擦化學反應的相關機制。

圖3 PTFE基異質(zhì)涂層的設計制備及轉(zhuǎn)移潤滑機制研究