聚苯硫醚(PPS)是1973年由美国Phillip石油公司首先工业化,并以商品名为“Ryton”投放市场的一种高性能的工程塑料。PPS大分子链由刚性结构的苯环与柔性的硫醚键连接,使其具有优良的耐热性,耐化学药品性,高温高湿下尺寸稳定、以及优良的耐磨性和熔融流动性,被广泛应用于电子电气、汽车、机械、航空航天、化工等领域。

PPS具有优良的自润滑性和耐磨性,摩擦因数在0.35-0.43之间,并且对炭黑、石墨、玻纤、聚四氟乙烯、陶瓷和金属等有很好的润湿作用和勃结性。另外,PPS树脂的国产化和价格下降,使PPS自润滑耐磨复合材料更受人们的青睐,成为替代聚酞胺类、聚甲醛类的高分子摩擦复合材料,用于制作汽车发动机的活塞环、排气循环阀、汽油流量阀以及于衣机的齿轮等摩擦件。为了提高PPS的摩擦学性能,研究者对PPS进行了各种改性研究,其中最主要是添加填料进行共混改性。

目前广泛应用的耐磨填料有四大类:聚合物填料,无机粉状填料,纤维(或纤维织物)填料以及纳米材料。各种填料在摩擦磨损过程中的作用,主要有三种观点:(1)填料增强了转移膜在对偶面上的勃着性。(2)填料颗粒破坏了聚合物晶粒结构,减少了基体材料向对偶面转移的结果。(3)填料大量地富集在摩擦界面,承受了大部分载荷。结果发现SiC, Si3N4和Cr3O做添加物显著增加PPS的抗磨损能力,月2姚做添加物其耐磨性却降低。X-射线光电子能谱分析显示PPS在滑动中分解,产生了FeS和FeS及其他成分。

这些成分增加转移膜和对磨面的勃结,从而增加磨损抵抗能力。即是说在摩擦过程中,这些填料分别使PPS基体发生分解反应,分解产物与偶件铁发生化学反应,增强了转移膜与偶件的表面勃附,提高了耐磨性。

陈兆彬制备了一系列不同组成的聚酞胺(PA66)和PPS共混物,并对材料的摩擦学性能进行了研究。借助扫描电镜和能量色散谱等手段,分析认为,P6A6在对偶钢环上形成了不均匀、不连续的牢固转移膜,PPS则不能形成转移膜。

共混物中P6A6相的存在增强了PPS向对偶面上转移的能力。Lai-GuiYu,等对Kevlar29纤维增强PPS复合材料的摩擦性能进行了研究。

结果表明，添加Kvelar29纤维增强PPS复合材料的抗磨损J胜能与纯PPS相比较有了明显的提高Kvelar29纤维增强PPS复合材料在对磨面形成薄而均匀的转移膜。同时Kvelar29纤维在摩擦热的作用下促进聚合物的分解和氧化这有助于提高转移膜的豁结力和提高复合材料的抗磨损能力。

聚合物复合材料的表面界面特性是决定聚合物摩擦学特性的内在因素。纳米微粒表面原子数多,表面原子配位不饱和性导致大量的悬键和不饱和键,当纳米粒子加人到高聚物中时,可较容易与聚合物基体牢固结合在一起,从而使填充物表现出较好的磨损性能。ehristian研究了添加纳米川的PPs复合材料摩擦学行为。

根据测量转移膜和对偶面的勃结应力,发现由于转移膜戮结应力的增加而使磨损降低。纳米级颗粒能更好地固定转移膜在对偶面上,从而增加豁结应力并降低磨损。另外,填料的形态和性质对复合材料摩擦性能也有影响。王伟华图分别添加颗粒状、层状、纤维状填料,制备出系列聚酞胺基复合材料。纤维和硬度较高的颗粒填料增强时,在摩擦过程中对偶副间的载荷首先由具有较高强度和硬度的填料颗粒或纤维承受。

由于这些填料具有较高的耐磨性,从而降低了聚合物的磨损。层状填料也有效地改善了材料的摩擦性能,但这主要认为是与层状结构和填料本身的复杂成分有关的。