應(ying)用場景

　　PTFE基(ji)聚(ju)合物復合潤滑(hua)材料(liao)、潤滑(hua)添加劑及(ji)涂(tu)層材料(liao)的應用(yong)。

　　關鍵性能

　　通過PTFE與有機/無(wu)機材料的結(jie)構設計和功能修飾(shi)制備了系(xi)列PTFE基復合(he)潤(run)滑材料，解決了物(wu)理共(gong)混(hun)制備復合(he)材料時分散不均和相(xiang)分離等(deng)問題。

　　產品(pin)介紹

　　據(ju)(ju)中國科學(xue)(xue)(xue)院蘭州化(hua)學(xue)(xue)(xue)物理(li)研(yan)究(jiu)所官網介紹，中國科學(xue)(xue)(xue)院蘭州化(hua)學(xue)(xue)(xue)物理(li)研(yan)究(jiu)所固體(ti)潤(run)(run)滑(hua)(hua)國家重點(dian)實(shi)驗(yan)室功能(neng)潤(run)(run)滑(hua)(hua)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)課題(ti)組和(he)先進潤(run)(run)滑(hua)(hua)與(yu)防護材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)研(yan)發中心工程用(yong)特種潤(run)(run)滑(hua)(hua)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)課題(ti)組共(gong)同(tong)致力(li)于潤(run)(run)滑(hua)(hua)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)功能(neng)組裝(zhuang)策略、結(jie)構調控、性(xing)(xing)能(neng)優化(hua)及摩擦(ca)學(xue)(xue)(xue)機理(li)等系(xi)統(tong)研(yan)究(jiu)。研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)通過PTFE與(yu)有機/無機材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)結(jie)構設計和(he)功能(neng)修飾(shi)制(zhi)備了(le)(le)系(xi)列PTFE基復(fu)合潤(run)(run)滑(hua)(hua)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)，解(jie)決了(le)(le)物理(li)共(gong)混(hun)制(zhi)備復(fu)合材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)時分散不均和(he)相(xiang)分離(li)等問題(ti)。研(yan)究(jiu)成果對PTFE基聚合物復(fu)合潤(run)(run)滑(hua)(hua)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)、潤(run)(run)滑(hua)(hua)添加劑及涂(tu)層材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)應(ying)用(yong)提供(gong)了(le)(le)理(li)論與(yu)實(shi)驗(yan)依據(ju)(ju)。為(wei)改善PTFE作為(wei)摩擦(ca)副(fu)元件(jian)使用(yong)時耐(nai)磨性(xing)(xing)不足的(de)(de)問題(ti)，研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)制(zhi)備了(le)(le)以PTFE為(wei)核，酚醛樹脂、聚丙烯酸酯為(wei)殼(ke)的(de)(de)核殼(ke)復(fu)合材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)（PTFE PR、PTFE PACR），在苛(ke)刻工況(kuang)下獲得了(le)(le)高承載性(xing)(xing)和(he)耐(nai)磨性(xing)(xing)（圖1）。優異(yi)的(de)(de)摩擦(ca)學(xue)(xue)(xue)性(xing)(xing)能(neng)與(yu)轉移膜的(de)(de)均勻性(xing)(xing)、結(jie)晶性(xing)(xing)及其(qi)與(yu)基底的(de)(de)結(jie)合作用(yong)密切相(xiang)關。

圖1 不同工況下PTFE基核殼復合材料的結構設計和性能研究

　　為(wei)解決(jue)PTFE用作固、液(ye)潤(run)(run)滑(hua)添(tian)加劑時(shi)相容(rong)性(xing)(xing)(xing)和分散(san)性(xing)(xing)(xing)較差的問題，研究人員借助殼體材料(liao)(liao)表(biao)面豐富的官能團，通過乳液(ye)聚合-溶(rong)膠(jiao)凝膠(jiao)法、靜電自組裝法制(zhi)備了PTFE SiO2、MXene PTFE和GO PTFE核殼微粒。摩擦(ca)過程中轉(zhuan)移膜的均勻(yun)性(xing)(xing)(xing)及(ji)與基底的結合強度是復合材料(liao)(liao)在環氧樹(shu)脂、PAO6和水潤(run)(run)滑(hua)體系(xi)中具有(you)優異摩擦(ca)學性(xing)(xing)(xing)能的根本原因（圖2）。

圖2 PTFE基固、液潤滑添加劑的結構設計和性能調控

　　基(ji)(ji)于PTFE復合(he)材料優異(yi)的(de)(de)摩擦學(xue)性能與轉(zhuan)移膜微觀結構(gou)間的(de)(de)相(xiang)關性，研究人員在摩擦誘導(dao)下制備了(le)(le)PTFE基(ji)(ji)異(yi)質潤(run)滑(hua)涂層(ceng)（PTFE/Al3+-GS和PTFE/Al3+-MXene），并對相(xiang)關轉(zhuan)移潤(run)滑(hua)理論進行了(le)(le)模擬研究（圖3）。通(tong)過結構(gou)分(fen)析和分(fen)子動力學(xue)模擬揭示了(le)(le)轉(zhuan)移膜的(de)(de)形成機理、結構(gou)演變及界面摩擦化(hua)學(xue)反應的(de)(de)相(xiang)關機制。

圖3 PTFE基異質涂層的設計制備及轉移潤滑機制研究