環氧樹脂軸承材料之研究

Abstract

高分子複合材料已被廣泛運用在化工、汽車、航太工業上，而對於用在旋轉和滑動部 份之機械零件，除了需具備優良的機械性質外，其摩擦、摩耗的特性是極其重要的。 本文以環氧樹脂為基材，石墨、黑煙、白煙、玻璃粉作為填充材，分別以三種不同濃 度的腊酸鈦酯填充材表面處理，而後添加石腊、機油、十六醇、棕櫚酸、棕櫚酸銅等 五種潤滑劑，以熱壓成型法製成含油的平板、圓筒軸承。分別以軸向、徑向推力試驗 機測試摩擦性質；利用SEM 檢視摩擦表面，並探討界面問題；測量硬度、衝擊強度、 壓縮強度等機械性質。 實驗結果顯示：填充材經鈦酸酯處理後，可增強材料的機械性質，改善摩擦性質。無 論加入極性油或非極油皆能降低摩擦係數（μ），並提高界限PV值；某些組成在低荷 １０∼２０kgf ╱cm□時，具有很低的μ值，如石墨、白煙經鈦酸酯處理後，分別添 機油和十六醇的組成，其μ值為０．０１４、０．０２３；添加石腊、機油能大幅降 低μ值，且耐摩性佳；添加十六醇、棕櫚酸，其官能基分別與環氧樹脂反應，而失去 了潤滑作用的極性效果；添加極性油之棕櫚酸銅於石墨與黑煙的成分中，具有優秀的 摩擦特性，在３２０kgf ╱cm□的高荷重下，仍具有０．０５１的μ值，且界限μ值 可達１２１５（kgf ╱cm ˙m ╱min ）。石墨經鈦酸酯處理後，添加潤滑劑的軸承 ，在定速、定荷重下，經１００小時耐久測試，μ值維持潤滑劑在０．０７的低值， 且其比摩耗率為１．０６╳１０□□（mm╱kg╱cm□˙m ╱min． hr）頗具實用化潛 力。 以環氧樹脂為基材，在填充材表面處理鈦酸酯，並選擇適當添加量的潤滑劑，可製得 性能優秀的軸承，對於機械效率的提升，能源的有效利用，皆有所貢獻。