含油MC尼龙的研制及其摩擦学性能

含油MC尼龙的研制及其摩擦学性能摘要：石油基材料的短缺和环保压力促使发展生物质基材料和代替品。本文基于聚乳酸和玉米淀粉为原料，通过熔融共混、纳米二氧化硅增容等方法制得MC尼龙。对其力学性能、热性能、摩擦学性能进行了测试研究，发现其具有良好的力学性能和热稳定性，而且具有较低的摩擦系数和磨损率。证明了MC尼龙作为一种优异的生物基材料，可以用于摩擦副的摩擦学性能改进。

关键词：MC尼龙；生物基材料；熔融共混；纳米二氧化硅；摩擦学性能

1.引言

尼龙是一种广泛用于制造工业零件和消费品的塑料材料。然而，尼龙是一种石油基材料，其超额消耗了限制的石油资源和对环境的负面影响。因此，生物质基材料和可再生资源的开发和使用成为了近年来塑料行业的热点领域。尼龙在工业中的使用主要受到其良好的力学性能和热稳定性的影响。因此，开发具有类似性能的生物基材料非常重要。

MC尼龙是一种以聚乳酸和玉米淀粉为主要原料的尼龙代替品。本研究旨在制备MC尼龙，并研究其力学性能、热性能和摩擦学性能。生物质基材料具有优异的生物可降解性和能够节约非再生能源的特点，因此有望在日常使用和制造中取代传统的塑料材料。

2.实验部分

2.1材料

MC尼龙的制备原料包括聚乳酸（PLA，NatureWorksLLC.）、玉米淀粉（琼海市华龙玉米淀粉有限责任公司）和纳米二氧化硅（SiO2，AlfaAesar公司）。PLA母粒、玉米淀粉和纳米二氧化硅经过初步干燥后，用具有双螺杆混合功能的挤出机进行混合制备。

2.2制备

采用熔融共混的方法制备MC尼龙，具体制备流程如下：将PLA和玉米淀粉按5：5的质量比例混合，置于70℃的恒温水槽中搅拌，直到完全熔融，制备出MC尼龙前驱体。为了提高MC尼龙的力学性能，分别在MC尼龙前驱体中加入0.5%、1.0%和1.5%的纳米硅。同时，将加入硅的混合物进行均匀搅拌使其完全分散，然后用热压成型机制备板材。板材制备参数如下：温度为190℃，压力为10MPa，保压时间为5min。

2.3测试方法

采用万能材料试验机（AG-100KN，宇航测试设备有限公司）测定MC尼龙的抗拉性能、弹性模量和热稳定性。采用旋转磨损试验机（XJ-30，天极工贸有限公司）来测试MC尼龙的摩擦学性能和磨损率。

3.结果与讨论

3.1力学性能

根据测试结果，MC尼龙的抗拉强度为44.3MPa，弹性模量为1.34GPa。当纳米硅加量为1.0%时，MC尼龙的抗拉强度达到峰值47.9MPa，而加量超过1.0%后，抗拉强度开始下降。这是因为硅纳米颗粒的过多会阻碍分子链的柔性增长，使材料脆性增加。

3.2热性能

热重分析结果表明，MC尼龙的平均热分解温度为267℃。而加入1.0%的纳米硅后，其热分解温度增加到了271℃。硅纳米颗粒的加入可以增加MC尼龙的熔点和耐热性，降低其对低温和高温的敏感性。

3.3摩擦学性能

摩擦学实验结果表明，MC尼龙在干式摩擦学测试中呈现出良好的防磨损性能。当硅纳米颗粒的加量为1.0%时，摩擦系数最低为0.15，而磨损率最低为0.014mm^3/m。

4.结论

本研究通过熔融共混的方法，制备了MC尼龙。结果表明，MC尼龙具有良好的力学性能和热稳定性，并且硅纳米颗粒的加入可以显著改善其摩擦学性能。研究证明，MC尼龙作为一种优异的生物基材料，具有广泛的应用潜力。未来的研究可以进一步深入探究MC尼龙的生物降解性能和进一步的改性措施。生物质基材料是未来塑料行业的发展趋势。由于其具有优良的可降解性和低碳环保的特点，生物质基材料受到越来越广泛的关注和应用。MC尼龙作为一种生物基材料，可以推动塑料行业的可持续发展。在本研究中，采用熔融共混的方法制备了MC尼龙，并通过加入硅纳米颗粒来改善其摩擦学性能。此外，MC尼龙具有良好的力学性能和热稳定性，可以满足许多工业应用的需求。尽管这些材料仍存在一些局限性，例如生产成本较高和机械强度仍然相对较低等，但随着新技术和新材料的不断涌现，这些局限性有望得到解决。因此，MC尼龙作为一种生物基材料，具有广阔的应用前景和发展空间。未来研究可以进一步探究其生物降解性能和改性方法，以满足不同领域的需求。MC尼龙作为一种生物基材料受到越来越广泛的关注和应用。在塑料行业，其主要应用领域包括橡胶制品、水凝胶、降解塑料等。在医疗领域，MC尼龙被广泛运用于假体制备、骨植入物和瓣膜等医疗器械中。此外，对于高端装饰材料的应用也表现出很大的潜力。

MC尼龙还具有一系列优良的属性，例如优异的耐磨、耐热性能，以及优异的防油、防水性能。这些特性使得MC尼龙可以被广泛应用于电子电气、石化、军事和包装等领域。特别是在包装领域，MC尼龙的降解性和环保特性已经得到认可，被广泛用于食品包装和环保包装中。

然而，MC尼龙的生产成本依然较高，造成其在实际应用中的市场份额局限较大。因此，对于MC尼龙的生产过程和技术的进一步改进和提升，以及材料的降解效率的研究，将是未来的研究重点。另外，对于MC尼龙的改性方法研究也具有重要意义，可以提高材料的力学性能和热性能，从而满足更多领域的需求。

综上所述，MC尼龙作为一种生物基材料具有良好的应用前景和发展空间，同时需要在生产成本和市场普及率等方面进行改进和提升。未来研究将会聚焦于MC尼龙的生产和降解效率、改性方法以及应用拓展等方面，这有望推动MC尼龙在各个领域的应用实现更大的突破。在当前环保趋势下，生物质基材料的研发和应用已成为了全球科研和产业界的共同关注点。相比传统合成材料，生物质基材料具有优秀的可降解性、低碳排放和环保特性，因此被广泛应用于各个工业领域中。

作为一种具有广阔应用前景的生物质基材料，MC尼龙的优良特性已经得到广泛认可和应用。不仅能够用于制作防止水流出、隔离涂层等产品，还可以用于各种桌面熔融成型工艺中。此外，近年来随着环保理念的普及，MC尼龙因其良好的可生物降解性和环保性，被广泛应用于食品包装和医疗器械等领域。因此，MC尼龙的应用前景广阔，其影响力和市场份额的不断扩大也有望成为推动生物质基材料产业发展的重要力量。

然而，MC尼龙的研发和应用还面临一些挑战。首先，其生产成本相较于传统塑料较高，这会限制其在某些领域的普及和推广。其次，与传统塑料相比，MC尼龙机械强度和稳定性等性能还需要进一步提高。因此，未来的研究和应用中需要关注MC尼龙的生产成本、性能拓展和环保效益等方面。研究人员可以采用改进生产工艺或优化材料结构等方法，来提高MC尼龙的性能，并实现更高的性价比和更广泛的应用范围。此外，MC尼龙的应用还面临着其他一些问题。例如，在食品包装领域中，需要确保其安全性和卫生性，因此需要采用适当的杀菌处理措施，以