view in publisher's site

Effects of titania on tribological and thermal properties of polymer/graphene nanocomposites

In most engineering applications where fluid lubrication is practically impossible such as high temperature environment, solid lubrication becomes an alternative option. Polymers such as polytetrafluoroethylene are often used for solid lubrication due to their ability to provide low friction on interfacial sliding conditions. However, polymeric materials often show low wear resistance, which limits their applications. Therefore, there is need for high wear resistance polymers or polymer composites for such application. In this study, wear resistance of poly (vinylidene fluoride) (PVDF) was improved by incorporating hydroxylated titanium dioxide (TD-OH) and functionalized graphene nanoplatelets (fGNPs). The composites were fabricated by solution blending and further processed by melt compounding. Raman and X-ray diffractometer were used to characterize the particles, while morphological study and wear scars on the composite samples were examined using scanning electron microscope. From the results obtained, wear volume (WV) reduced from about 0.6255 mm3 for pure PVDF to 0.2439 mm3 for 3.34 wt% fGNPs composite and further reduced to 0.1473 mm3 with the addition of 10 wt% TD-OH to 3.34 wt% fGNPs composite. These are about 61% and 76% reduction respectively, compared to pure PVDF. It was noted that increase in TD-OH content up to 20 wt% in fGNPs binary composites increased the WV of the ternary composites. This indicates that ceramic nano-fillers at appropriate proportions in polymer/graphene composites can enhance the wear resistance of such composites. On the other hand, the ternary composites showed lower thermal stability compared to the binary composites, which was attributed to low thermal stability product(s) of chemical reaction between fGNPs and TD-OH in the PVDF matrix.

اثرات تیتانیا بر خواص تریبولوژیکی و حرارتی نانوکامپوزیت های پلیمری / گرافن

در اکثر کاربردهای مهندسی که در آن روانکاری سیال عملا غیر ممکن است، روانکاری صحیح به گزینه دیگری تبدیل می‌شود. Polymers مانند پلی تترا فلورو اتیلن به دلیل توانایی آن‌ها در فراهم کردن اصطکاک کم در شرایط لغزشی فصل مشترک، اغلب برای روانکاری کمینه مورد استفاده قرار می‌گیرند. با این حال، مواد پلیمری اغلب مقاومت سایشی پایینی نشان می‌دهند که کاربرد آن‌ها را محدود می‌کند. بنابراین، برای چنین کاربردی، باید از پلیمرهای مقاومت به سایش بالا یا کامپوزیت پلیمری استفاده کرد. در این مطالعه، مقاومت سایشی پلی (vinylidene)پلی (PVDF)با استفاده از hydroxylated دی‌اکسید تیتانیوم (TD - OH)و graphene های عامل دار شده graphene (fGNPs)بهبود یافت. کامپوزیت ها با ترکیب راه‌حل ساخته شدند و با ترکیب مذاب پردازش شدند. برای مشخصه سازی ذرات، از پراش سنج اشعه ایکس و پراش اشعه ایکس برای مشخصه یابی ذرات استفاده شد، در حالی که مطالعات ریخت‌شناسی و scars بر روی نمونه‌های کامپوزیتی با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. از نتایج به‌دست‌آمده، حجم فرسایش از حدود ۰.۶۲۵۵ mm برای PVDF خالص تا ۰.۲۴۳۹ mm تا ۰.۲۴۳۹ mm برای کامپوزیت ۳.۳۴ مکعب با افزودن ۱۰ % وزنی TD - OH به ۳.۳۴ وزنی کامپوزیت fGNPs کاهش یافت. این میزان در مقایسه با PVDF خالص به ترتیب ۶۱ % و ۷۶ % است. ذکر شد که افزایش در محتوای TD تا ۲۰ wt % در کامپوزیت های دوتایی fGNPs باعث افزایش WV کامپوزیت سه تایی می‌شود. این نشان می‌دهد که nano سرامیک در نسبت‌های مناسب در کامپوزیت های پلیمری / گرافن می‌توانند مقاومت سایشی این کامپوزیت ها را افزایش دهند. از طرف دیگر، کامپوزیت سه تایی ثبات گرمایی کمتری را در مقایسه با کامپوزیت های دوتایی نشان داد که به محصول پایداری حرارتی پایین (s)واکنش شیمیایی بین fGNPs و TD - OH در ماتریس PVDF نسبت داده شد.

ترجمه شده با

Download PDF سفارش ترجمه این مقاله این مقاله را خودتان با کمک ترجمه کنید
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.