影響橡膠摩擦磨損性能的因素
由于高彈性，低模量的特點(diǎn)，橡膠的摩擦磨損性能受自身物理力學(xué)性能的影響較大。橡膠的硬度較小，與剛性物體接觸時(shí)，真實(shí)接觸面積較大，而真實(shí)接觸面積的大小是決定摩擦的重要因素，因此，橡膠的硬度對(duì)其摩擦性能的影響較大。
橡膠的粘彈性參數(shù)tanδ對(duì)摩擦力有直接的影響，而橡膠交聯(lián)度的降低，使tanδ增大，因此摩擦力增大，摩擦系數(shù)和磨損也隨之增大。從物理化學(xué)的角度來(lái)看，交聯(lián)越弱，磨損率越高，是由于較低程度的交聯(lián)易被機(jī)械應(yīng)力破壞的緣故。研究發(fā)現(xiàn)，電子束輻照導(dǎo)致乙丙三元橡膠的交聯(lián)度增加，使得摩擦降低。
橡膠表面自由能的高低決定了橡膠與對(duì)偶間相互作用力的大小，進(jìn)而對(duì)橡膠的粘著摩擦產(chǎn)生影響。一般而言，摩擦系數(shù)隨表面自由能的增加而增大。
對(duì)橡膠進(jìn)行填充改性時(shí)，在改變橡膠的物理力學(xué)性能的同時(shí)，也改變了橡膠的摩擦學(xué)性能。研究單軸定向聚酰胺纖維增強(qiáng)的氯丁橡膠(SFRR)和芳綸短纖維增強(qiáng)的天然橡膠時(shí)，發(fā)現(xiàn)材料的摩擦學(xué)行為與滑動(dòng)方向密切相關(guān)，沿垂直于纖維取向方向摩擦?xí)r，磨損率最低，沿纖維取向摩擦?xí)r，磨損最大。在抗油性的丁腈橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、氟橡膠中，加入潤(rùn)滑劑(如有機(jī)硅油、MoS2等)后發(fā)現(xiàn)MoS2可在橡膠表面形成一潤(rùn)滑層，能降低表面能和滯后效應(yīng)，進(jìn)而使摩擦系數(shù)顯著降低。
利用自身離子輔助離子鍍，在橡膠表面沉積一層銅、鈦、鎢、鋯等金屬，能有效降低橡膠與對(duì)偶間的真實(shí)接觸面積，顯著降低摩擦力。氯化也可降低橡膠的摩擦系數(shù)及其對(duì)滑動(dòng)速度和溫度的依賴性。
橡膠的摩擦與粘彈性參數(shù)tanδ和彈性模量有直接關(guān)系，彈性模量隨溫度的升高而降低，tanδ則隨溫度的升高先上升后下降(極值點(diǎn)溫度低于0°) 。隨溫度的升高，橡膠的彈性模量下降，磨損斑紋間距增大。高溫條件下，由于橡膠老化嚴(yán)重，撕裂強(qiáng)度降低，使得磨損率顯著增加，并且磨損率呈周期性大范圍變化。
潤(rùn)滑劑的存在可阻止橡膠與對(duì)偶面的直接接觸，粘著摩擦明顯降低，橡膠磨粒磨損的斑紋間距減小，磨損率也顯著降低。但在選用潤(rùn)滑劑時(shí)，必須考慮它對(duì)橡膠的溶脹作用，以及高溫油潤(rùn)滑所導(dǎo)致的橡膠的化學(xué)降解或熱降解，否則可能會(huì)加劇磨損。
在水(或水溶液)潤(rùn)滑條件下，隨對(duì)偶的不同，水對(duì)橡膠和對(duì)偶的摩擦磨損性能的影響也不同。當(dāng)對(duì)偶為惰性物質(zhì)(如玻璃)時(shí)，水層可以起到非常好的潤(rùn)滑作用，摩擦系數(shù)隨潤(rùn)滑膜膜厚的增加而降低。當(dāng)對(duì)偶較活潑時(shí)(如鋼)橡膠幾乎無(wú)磨損，而對(duì)偶的磨損則比干摩擦?xí)r大得多。
橡膠對(duì)有機(jī)溶劑及潤(rùn)滑劑的溶脹作用比較敏感。一般情況下，溶脹會(huì)破壞橡膠的交聯(lián)體系，引起橡膠的硬度、撕裂強(qiáng)度等力學(xué)性能降低，導(dǎo)致磨損的增大。Thavamani等用掃描電子顯微鏡(SEM)研究了硫化天然橡膠、丁苯橡膠、氫化丁腈橡膠在不同條件下的磨損機(jī)理，發(fā)現(xiàn)當(dāng)法向載荷較小時(shí)，無(wú)典型的磨損斑紋出現(xiàn)，但橡膠在甲苯或二甲基甲酰胺中溶脹后，在其磨損表面可以觀察到明顯的磨損斑紋。這是因?yàn)橄鹉z溶脹后，其抗撕裂性能大大下降，彈性模量明顯降低，因而與溶脹前相比，磨損斑紋間距變大。
對(duì)于一些有活潑官能團(tuán)的橡膠(如NBR、HNBR)，可利用其化學(xué)活性較高的特點(diǎn)，使之與某種溶劑反應(yīng)，在橡膠表面形成一層化學(xué)反應(yīng)膜來(lái)改善橡膠的摩擦學(xué)性能，利用碘溶液的溶脹作用對(duì)丁腈橡膠進(jìn)行了改性，改性后的NBR和HNBR的摩擦系數(shù)明顯降低。碘與橡膠表面的氰基結(jié)合形成一層薄而硬的改性層，此改性層具有降低摩擦的作用。然而，過(guò)度溶脹會(huì)使橡膠形成較厚改性層，因其與彈性本體的結(jié)合性較差，反而會(huì)導(dǎo)致摩擦增大，加劇磨損。
速度、載荷等因素都會(huì)對(duì)橡膠的摩擦磨損產(chǎn)生影響。一般而言，橡膠的摩擦系數(shù)隨載荷和滑動(dòng)速度的增加而減小，過(guò)大的載荷和滑動(dòng)速度都會(huì)引起試樣生熱和表面的破壞。
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