纳米材料在聚合物复合材料中的应用

张新瑞，王齐华,2

（1.中国科学院兰州化学物理研究所材料磨损与防护重点实验室，兰州 730000；中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室， 兰州 730000）

［摘要］聚合物基纳米复合材料具有轻质高强、耐化学介质、可设计性强等优良性能，作为润滑密封材料在高端装备中有着广泛的应用。纳米材料可显著改善聚合物材料的机械性能、热变形温度、摩擦学性能等，突破了传统填料的改性极限，并赋予聚合物材料新的功能，有效推动新型聚合物功能复合材料的发展与应用。研究发现，纳米粒子填充聚合物润滑材料后，可加快摩擦反应边界膜的形成，并提高其与对偶之间的结合力，改变了润滑特性，从而降低摩擦、提高抗磨性。纳米粒子填充形状记忆聚合物后，可实现高强、高韧以及良好形状记忆性能的兼具。纳米粒子填充互穿聚合物网络中后，可提高耐温性和增加内摩擦，改善阻尼性能。基于此，利用纳米材料在聚合物增强增韧、摩擦性能调控、形状记忆优化调控方面的优势，研制的高强韧低摩擦聚醚醚酮材料、高承载低摩擦聚酰亚胺材料以及高柔韧形状记忆聚四氟乙烯唇形密封材料在高端装备润滑密封领域取得了良好的应用效果。