自润滑微胶囊的结构调控及其润滑机理研究
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更新:2026-04-15 19:03:20
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口头报告
摘要
自润滑微胶囊型聚合物复合材料在航空航天、高端装备等领域的减摩抗磨应用中展现出广阔前景。然而,传统微胶囊润滑剂普遍存在耐热性不高、结构可控性差、润滑剂释放行为与摩擦界面需求不匹配等问题,制约了其润滑效率和服役寿命的提升。本研究针对上述瓶颈,提出了一种基于微胶囊“核壳结构精准调控”实现润滑性能优化的新策略。首先,通过溶胶凝胶法系统调控了微胶囊的壁材组成、壳层厚度后通过物理浸渍法调控芯材含量,成功制备了系列具有不同核壳结构参数的自润滑微胶囊。重点揭示了工艺参数对微胶囊表面形貌、热稳定性及封装率的影响规律,实现了微胶囊的可控制备。在此基础上,将所制微胶囊引入聚合物基体,系统考察了复合材料在不同载荷、频率下的摩擦学行为。结果表明,通过优化核壳结构,复合材料的摩擦系数和磨损率显著降低,磨损寿命延长达2倍以上。结合微观表征与分子动力学模拟,阐明了微胶囊在摩擦过程中的“应力集中-破裂-润滑剂释放”的动态响应机制,构建了从“结构调控”到“润滑成膜”的构效关系模型。研究证实,适宜的壳层强度能够确保微胶囊在摩擦界面精准破裂,实现润滑剂的按需供给,进而促进连续且稳定的转移润滑膜的形成。本研究为高性能自润滑复合材料的设计与制备提供了新的理论依据和技术途径。
关键字
自润滑微胶囊;核壳结构;结构调控;摩擦磨损;润滑机理
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