石墨微胶囊改性超高分子量聚乙烯舰船水润滑尾轴承复合材料的摩擦学性能

杨振祥， 郭智威， 袁成清

(1.武汉理工大学 船舶动力工程技术交通行业重点实验室， 湖北 武汉 430063；2.国家水运安全工程技术研究中心 可靠性工程研究所， 湖北 武汉 430063)

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水面舰艇、水下航行器等舰船的尾轴承多采用水润滑的方式，能够起到提升设备隐蔽性、节约能源、降低水域污染等作用[1]。然而，水的黏度比润滑油低很多，在相同工况条件下，轴承内形成的水润滑膜厚度很小，承载能力相对于油润滑膜严重下降，在舰船轴系低速运行时，轴承内难以形成稳定的水润滑膜，润滑效果变差[2]。目前在各类轴承的研究领域中，具有自润滑性能的材料成为当下的热点[3]。以橡胶[4-5]、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)[6-7]、高密度聚乙烯(HDPE)[8-9]和聚氨酯(PU)[10-11]等材料为主的高分子聚合物，具有抗冲击、耐腐蚀、制备方便等优点[12]，广泛应用于水润滑尾轴承材料领域。

为进一步提高高分子聚合物材料的摩擦磨损性能，可采取向聚合物中填充二硫化钼[13]、二硫化钨[14]、石蜡[15]、聚乙烯蜡[16]等各类添加剂的方法进行改性。然而，不同添加剂可能因环境条件的限制难以通过直接共混的方式达到理想的润滑效果，为解决这一问题，自润滑微胶囊技术应运而生[17]。Li等[18]利用乳液聚合法制备了含润滑油的聚苯乙烯与二氧化硅杂化壳微胶囊并应用到环氧涂层中，结果表明，微胶囊在涂层中具有优异的分散性和良好的减摩效果。Yang等[19]制备了脲醛树脂(UF)包覆二硫化钼的微胶囊，并将其填充到HDPE基体中，研究结果表明，将二硫化钼微胶囊化能够延迟二硫化钼晶体在水润滑条件下的氧化，从而提高二硫化钼的润滑效果。……