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二氧化钛/聚乙烯蜡协同提高聚氨酯摩擦学性能的作用机理

使用水润滑聚合物轴承替代常规的油润滑轴承，不仅高效环保，而且可以简化润滑系统设计，降低制造成本。在当前国家一带一路和推进海洋产业发展的战略规划背景下，高性能水润滑轴承将发挥更加重要的作用。聚氨酯弹性体因其优异的耐磨性、性能可设计性和耐低温等特性已被用作水润滑轴承材料。在本研究中，设计制备了一系列二氧化钛和聚乙烯蜡填充的聚氨酯复合材料，系统测试了复合材料在去离子水润滑条件下的摩擦学行为，利用先进的研究手段深入分析了摩擦界面的微/纳尺度结构。研究结果表明，二氧化钛和聚乙烯蜡具有显著的协同减摩抗磨作用。相比于纯聚氨酯，同时填充二氧化钛和聚乙烯蜡的复合材料的摩擦系数降低了40%以上，耐磨性能提高10倍以上。摩擦界面结构分析证实转移膜生长对复合材料摩擦学性能有重要影响。本研究为设计制备高性能水润滑轴承材料提供了新理论。