The invention relates to a peek / nano Zinc Oxide / carbon fiber abrasion resistant composite material, a preparation method thereof and application thereof in mechanical polishing retaining ring, belonging to the technical field of polymer composite material. The peek resin, polyether sulfone coated carbon fiber and coupling agent modified nanoparticles composed of Zinc Oxide, according to the quality and 100% calculation, mass percentage of PEEK resin is 75 ~ 90%, the quality of content of carbon fiber coated PES is 5% ~ 20%, the content of the quality of Zinc Oxide nanoparticles modified by coupling agent was 2.5% ~ 7.5%. In order to improve the dispersion of Zinc Oxide nanoparticles, reduce the degree of agglomeration, on its surface was modified by coupling agent, which has good compatibility of carbon fiber and peek, using PES physical coating on carbon fiber surface. Compared with the composites without any treatment, the wear resistant material has better strength and wear resistance, less friction and lower processing cost. It is more suitable for mechanical polishing retaining ring.
【技术实现步骤摘要】
聚醚醚酮/纳米氧化锌/碳纤维耐磨复合材料、制备方法及在机械抛光保持环方面的应用
本专利技术属于高分子复合材料
,具体涉及一种聚醚醚酮/纳米氧化锌/碳纤维耐磨复合材料的制备方法及其在机械抛光保持环方面的应用。
技术介绍
目前在对构成化学机械抛光工艺关键部分化学机械抛光保持环材料的研究中,发现对化学机械抛光保持环材料有更高的要求,主要包括:耐磨损性能、耐磨耗性能、化学稳定性、静电耗散性能、载荷条件下的尺寸稳定性、高纯度、良好的加工性能、易于清洁与维护等。在对化学机械抛光保持环材料的研究中,发现聚醚醚酮基体耐磨复合材料是最理想的机械抛光保持环材料。聚醚醚酮基体耐磨复合材料摩擦系数低质量损失小,并具有良好的振动抗性。此外聚醚醚酮基体耐磨复合材料强度高,耐热性能好,并具有与抛光液成份兼容等性能。对纯聚醚醚酮树脂摩擦学研究表明,纯聚醚醚酮磨损表面出现很多明显的划痕和犁沟,长时间工作后会出现片状颗粒从材料表面上脱落,主要是由于在摩擦过程中摩擦温度升高,导致聚醚醚酮的表层材料在周期的应力作用下产生热塑性变形和流动,最终致使纯聚醚醚酮摩擦系数较大,磨损率较高。因此,在实际应用中需要对纯聚醚醚酮进行填充改性以提高其耐磨性和机械等性能,拓宽其应用领域。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种聚醚醚酮/纳米氧化锌/碳纤维耐磨复合材料及其制备方法,使得改性后制备的聚醚醚酮与纯聚醚醚酮相比具有更优异的强度和耐磨减摩性,以及其更适合在机械抛光保持环方面应用。为了提高碳纤维和氧化锌纳米粒子在聚醚醚酮基体中的分散性,采用与聚醚醚酮相容性良好、热化学稳定性与聚醚醚酮很好匹配的聚醚砜对碳 ...
【技术保护点】
一种聚醚醚酮/纳米氧化锌/碳纤维耐磨复合材料,其特征在于:由聚醚醚酮树脂、聚醚砜包覆的碳纤维和偶联剂改性的氧化锌纳米粒子组成,按质量和100%计算,聚醚醚酮树脂的质量百分含量为75~90%,聚醚砜包覆的碳纤维的质量含量为5%~20%,偶联剂改性的氧化锌纳米粒子的质量含量为2.5%~7.5%。
【技术特征摘要】
1.一种聚醚醚酮/纳米氧化锌/碳纤维耐磨复合材料,其特征在于:由聚醚醚酮树脂、聚醚砜包覆的碳纤维和偶联剂改性的氧化锌纳米粒子组成,按质量和100%计算,聚醚醚酮树脂的质量百分含量为75~90%,聚醚砜包覆的碳纤维的质量含量为5%~20%,偶联剂改性的氧化锌纳米粒子的质量含量为2.5%~7.5%。2.如权利要求1所述的一种聚醚醚酮/纳米氧化锌/碳纤维耐磨复合材料,其特征在于:聚醚醚酮树脂的熔融指数为20~25g/10min,由XRZ-400熔融指数仪测定,测试温度400℃,负荷祛码重5kg,聚合物装入测试料筒预热5min;聚醚醚酮粉末粒径10~20um。3.如权利要求1所述的一种聚醚醚酮/纳米氧化锌/碳纤维耐磨复合材料,其特征在于:聚醚砜的粘度为0.35~0.38dLg-1。4.如权利要求1所述的一种聚醚醚酮/纳米氧化锌/碳纤维耐磨复合材料,其特征在于:碳纤维为短切碳纤维,长度为5~10mm,直径5~20微米。5.如权利要求1所述的一种聚醚醚酮/纳米氧化锌/碳纤维耐磨复合材料,其特征在于:氧化锌纳米粒子的粒径为10~30nm,比表面积≥90m2/g。6.如权利要求1所述的一种聚醚醚酮/纳米氧化锌/碳纤维耐磨复合材料,其特征在于:偶联剂为硅烷偶联剂KH550或DB551。7.权利要求1所述的一种聚醚醚酮/纳米氧化锌/碳纤维耐磨复合材料的制备方法,其步骤如下:1)将硅烷偶联剂加入到无水乙醇中,机械搅...
【专利技术属性】
技术研发人员:江东,胡影,侯晓晨,姜振华,张海博,
申请(专利权)人:吉林大学,
类型:发明
国别省市:吉林,22
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