MMT和Ekonol增強UHMWPE復合材料的制備及性能研究.pdf

1、近年來，隨著油田開采進入注水開采期，油井中油管和抽油桿的偏磨現(xiàn)象日益嚴重。扶正器的使用是減緩管桿偏磨的有效途徑之一，但隨著采油條件的苛刻，常規(guī)所用的金屬扶正器和尼龍扶正器已經(jīng)不能滿足使用要求，本文選用超高分子量聚乙烯(UHMWPE)為基體材料，納米蒙脫石和聚苯酯為填料，分別增強UHMWPE，研究了一種高耐磨的新型扶正器材料。 研究表明:干摩擦條件下，nano-MMT和Ekonol兩種填料均能改善UHMWPE的摩擦磨損性能，其中，

2、改善效果最佳的nano-MMT和Ekonol的含量分別為10％和20％，耐磨性較純UHMWPE分別提高了356％和374％。與干摩擦相比，在油田污水條件下，UHMWPE復合材料磨損率明顯增大，但和扶正器常用尼龍材料相比，UHMWPE復合材料仍表現(xiàn)出較低的摩擦系數(shù)和較高的耐磨性，其中，10％MMT－UHMWPE和20％Ekonol－UHMWPE復合材料的耐磨性比尼龍材料高出161％和241％。 UHMWPE的表面硬度均隨nano-

3、MMT和Ekonol含量的提高而增加；在本文配方范圍內(nèi)，隨著兩種填料含量的增加，拉伸強度出現(xiàn)先增大后減小的現(xiàn)象，沖擊強度則表現(xiàn)了一直下降趨勢，但只要nano-MMT≤10％、Ekonol≤20％，復合材料仍然保持了UHMWPE基體較高的強度，不影響其作為工程結構件的使用要求。 Nano-MMT和Ekonol均提高了UHMWPE的結晶度和維卡軟化溫度，其中結晶度最大提高幅度分別為23％和21％，維卡軟化溫度最高分別提高10℃和12