1087 / 2023-02-28 16:57:49

高温溶胀下二硫化钼/丁腈橡胶摩擦学性能的分子模拟研究

在海洋石油开发领域，机械设备失效往往是由于高温溶胀加速橡胶复合材料的摩擦磨损所导致。因此，使用二维纳米材料补强橡胶是减少机械设备摩擦磨损故障的重要方法之一。在高温溶胀过程中，为解决橡胶复合材料发生的抗剪切形变、抗体积变形变小、强度降低、硬度变大、与金属转子摩擦磨损等问题，研究了一种新型高分子橡胶复合材料。通过添加二硫化钼，利用其较大的比表面积、优异的耐热性、良好的自润滑性及较强的吸附性，可使橡胶分子链段在内部相互交错，牢固的约束在以其为中心的三维网格结构中，并降低了橡胶复合材料的迁移率和自由体积。这种新型纳米橡胶复合材料具备特殊的热力学性能，具有较好的抗剪切、抗体积形变能力。在常温或高温（398K）溶胀作用的影响下，二硫化钼能够有效减小周围液体向橡胶内部的扩散，并抑制橡胶分子链段的迁移，及本身具有的“自润滑”特性。在复杂环境的使用过程中，不仅有效延长了橡胶复合材料的使用寿命，还具有优异的自润滑和抗磨损特性，能够有效提高橡胶复合材料摩擦学性能。有望解决橡胶复合材料长期存在的海洋科学技术问题（结构易从内部被破坏）。