含油MC尼龍的研制及其摩擦學(xué)性能

含油MC尼龍的研制及其摩擦學(xué)性能摘要：石油基材料的短缺和環(huán)保壓力促使發(fā)展生物質(zhì)基材料和代替品。本文基于聚乳酸和玉米淀粉為原料，通過熔融共混、納米二氧化硅增容等方法制得MC尼龍。對其力學(xué)性能、熱性能、摩擦學(xué)性能進(jìn)行了測試研究，發(fā)現(xiàn)其具有良好的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性，而且具有較低的摩擦系數(shù)和磨損率。證明了MC尼龍作為一種優(yōu)異的生物基材料，可以用于摩擦副的摩擦學(xué)性能改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：MC尼龍；生物基材料；熔融共混；納米二氧化硅；摩擦學(xué)性能

1.引言

尼龍是一種廣泛用于制造工業(yè)零件和消費品的塑料材料。然而，尼龍是一種石油基材料，其超額消耗了限制的石油資源和對環(huán)境的負(fù)面影響。因此，生物質(zhì)基材料和可再生資源的開發(fā)和使用成為了近年來塑料行業(yè)的熱點領(lǐng)域。尼龍在工業(yè)中的使用主要受到其良好的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性的影響。因此，開發(fā)具有類似性能的生物基材料非常重要。

MC尼龍是一種以聚乳酸和玉米淀粉為主要原料的尼龍代替品。本研究旨在制備MC尼龍，并研究其力學(xué)性能、熱性能和摩擦學(xué)性能。生物質(zhì)基材料具有優(yōu)異的生物可降解性和能夠節(jié)約非再生能源的特點，因此有望在日常使用和制造中取代傳統(tǒng)的塑料材料。

2.實驗部分

2.1材料

MC尼龍的制備原料包括聚乳酸（PLA，NatureWorksLLC.）、玉米淀粉（瓊海市華龍玉米淀粉有限責(zé)任公司）和納米二氧化硅（SiO2，AlfaAesar公司）。PLA母粒、玉米淀粉和納米二氧化硅經(jīng)過初步干燥后，用具有雙螺桿混合功能的擠出機進(jìn)行混合制備。

2.2制備

采用熔融共混的方法制備MC尼龍，具體制備流程如下：將PLA和玉米淀粉按5：5的質(zhì)量比例混合，置于70℃的恒溫水槽中攪拌，直到完全熔融，制備出MC尼龍前驅(qū)體。為了提高M(jìn)C尼龍的力學(xué)性能，分別在MC尼龍前驅(qū)體中加入0.5%、1.0%和1.5%的納米硅。同時，將加入硅的混合物進(jìn)行均勻攪拌使其完全分散，然后用熱壓成型機制備板材。板材制備參數(shù)如下：溫度為190℃，壓力為10MPa，保壓時間為5min。

2.3測試方法

采用萬能材料試驗機（AG-100KN，宇航測試設(shè)備有限公司）測定MC尼龍的抗拉性能、彈性模量和熱穩(wěn)定性。采用旋轉(zhuǎn)磨損試驗機（XJ-30，天極工貿(mào)有限公司）來測試MC尼龍的摩擦學(xué)性能和磨損率。

3.結(jié)果與討論

3.1力學(xué)性能

根據(jù)測試結(jié)果，MC尼龍的抗拉強度為44.3MPa，彈性模量為1.34GPa。當(dāng)納米硅加量為1.0%時，MC尼龍的抗拉強度達(dá)到峰值47.9MPa，而加量超過1.0%后，抗拉強度開始下降。這是因為硅納米顆粒的過多會阻礙分子鏈的柔性增長，使材料脆性增加。

3.2熱性能

熱重分析結(jié)果表明，MC尼龍的平均熱分解溫度為267℃。而加入1.0%的納米硅后，其熱分解溫度增加到了271℃。硅納米顆粒的加入可以增加MC尼龍的熔點和耐熱性，降低其對低溫和高溫的敏感性。

3.3摩擦學(xué)性能

摩擦學(xué)實驗結(jié)果表明，MC尼龍在干式摩擦學(xué)測試中呈現(xiàn)出良好的防磨損性能。當(dāng)硅納米顆粒的加量為1.0%時，摩擦系數(shù)最低為0.15，而磨損率最低為0.014mm^3/m。

4.結(jié)論

本研究通過熔融共混的方法，制備了MC尼龍。結(jié)果表明，MC尼龍具有良好的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性，并且硅納米顆粒的加入可以顯著改善其摩擦學(xué)性能。研究證明，MC尼龍作為一種優(yōu)異的生物基材料，具有廣泛的應(yīng)用潛力。未來的研究可以進(jìn)一步深入探究MC尼龍的生物降解性能和進(jìn)一步的改性措施。生物質(zhì)基材料是未來塑料行業(yè)的發(fā)展趨勢。由于其具有優(yōu)良的可降解性和低碳環(huán)保的特點，生物質(zhì)基材料受到越來越廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。MC尼龍作為一種生物基材料，可以推動塑料行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。在本研究中，采用熔融共混的方法制備了MC尼龍，并通過加入硅納米顆粒來改善其摩擦學(xué)性能。此外，MC尼龍具有良好的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性，可以滿足許多工業(yè)應(yīng)用的需求。盡管這些材料仍存在一些局限性，例如生產(chǎn)成本較高和機械強度仍然相對較低等，但隨著新技術(shù)和新材料的不斷涌現(xiàn)，這些局限性有望得到解決。因此，MC尼龍作為一種生物基材料，具有廣闊的應(yīng)用前景和發(fā)展空間。未來研究可以進(jìn)一步探究其生物降解性能和改性方法，以滿足不同領(lǐng)域的需求。MC尼龍作為一種生物基材料受到越來越廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。在塑料行業(yè)，其主要應(yīng)用領(lǐng)域包括橡膠制品、水凝膠、降解塑料等。在醫(yī)療領(lǐng)域，MC尼龍被廣泛運用于假體制備、骨植入物和瓣膜等醫(yī)療器械中。此外，對于高端裝飾材料的應(yīng)用也表現(xiàn)出很大的潛力。

MC尼龍還具有一系列優(yōu)良的屬性，例如優(yōu)異的耐磨、耐熱性能，以及優(yōu)異的防油、防水性能。這些特性使得MC尼龍可以被廣泛應(yīng)用于電子電氣、石化、軍事和包裝等領(lǐng)域。特別是在包裝領(lǐng)域，MC尼龍的降解性和環(huán)保特性已經(jīng)得到認(rèn)可，被廣泛用于食品包裝和環(huán)保包裝中。

然而，MC尼龍的生產(chǎn)成本依然較高，造成其在實際應(yīng)用中的市場份額局限較大。因此，對于MC尼龍的生產(chǎn)過程和技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)和提升，以及材料的降解效率的研究，將是未來的研究重點。另外，對于MC尼龍的改性方法研究也具有重要意義，可以提高材料的力學(xué)性能和熱性能，從而滿足更多領(lǐng)域的需求。

綜上所述，MC尼龍作為一種生物基材料具有良好的應(yīng)用前景和發(fā)展空間，同時需要在生產(chǎn)成本和市場普及率等方面進(jìn)行改進(jìn)和提升。未來研究將會聚焦于MC尼龍的生產(chǎn)和降解效率、改性方法以及應(yīng)用拓展等方面，這有望推動MC尼龍在各個領(lǐng)域的應(yīng)用實現(xiàn)更大的突破。在當(dāng)前環(huán)保趨勢下，生物質(zhì)基材料的研發(fā)和應(yīng)用已成為了全球科研和產(chǎn)業(yè)界的共同關(guān)注點。相比傳統(tǒng)合成材料，生物質(zhì)基材料具有優(yōu)秀的可降解性、低碳排放和環(huán)保特性，因此被廣泛應(yīng)用于各個工業(yè)領(lǐng)域中。

作為一種具有廣闊應(yīng)用前景的生物質(zhì)基材料，MC尼龍的優(yōu)良特性已經(jīng)得到廣泛認(rèn)可和應(yīng)用。不僅能夠用于制作防止水流出、隔離涂層等產(chǎn)品，還可以用于各種桌面熔融成型工藝中。此外，近年來隨著環(huán)保理念的普及，MC尼龍因其良好的可生物降解性和環(huán)保性，被廣泛應(yīng)用于食品包裝和醫(yī)療器械等領(lǐng)域。因此，MC尼龍的應(yīng)用前景廣闊，其影響力和市場份額的不斷擴大也有望成為推動生物質(zhì)基材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要力量。

然而，MC尼龍的研發(fā)和應(yīng)用還面臨一些挑戰(zhàn)。首先，其生產(chǎn)成本相較于傳統(tǒng)塑料較高，這會限制其在某些領(lǐng)域的普及和推廣。其次，與傳統(tǒng)塑料相比，MC尼龍機械強度和穩(wěn)定性等性能還需要進(jìn)一步提高。因此，未來的研究和應(yīng)用中需要關(guān)注MC尼龍的生產(chǎn)成本、性能拓展和環(huán)保效益等方面。研究人員可以采用改進(jìn)生產(chǎn)工藝或優(yōu)化材料結(jié)構(gòu)等方法，來提高M(jìn)C尼龍的性能，并實現(xiàn)更高的性價比和更廣泛的應(yīng)用范圍。此外，MC尼龍的應(yīng)用還面臨著其他一些問題。例如，在食品包裝領(lǐng)域中，需要確保其安全性和衛(wèi)生性，因此需要采用適當(dāng)?shù)臍⒕幚泶胧?，?/p>