含油聚合物復合材料具有優(yōu)異的物理化學(xué)性能、良好的自潤滑性能、質(zhì)輕且便于成型等優(yōu)點(diǎn)，在摩擦學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛的關(guān)注。聚合物基材為了便于潤滑油的存儲通常需要被賦予多孔結構，此外也可以將潤滑油微膠囊化后植于聚合物中，但是以上方法往往需要復雜的操作步驟，且太多的孔隙會(huì )造成材料儲油率與含油保持率之間的不平衡，同時(shí)材料的力學(xué)性能也會(huì )受到一定的負面影響。因此，開(kāi)發(fā)出一種簡(jiǎn)單的合成方法用以制備具有良好自潤滑性能和機械性能的聚合物基復合材料仍然面臨著(zhù)嚴峻的挑戰。

為解決這一問(wèn)題，煙臺先進(jìn)材料與綠色制造山東省實(shí)驗室特種潤滑材料與技術(shù)團隊將擔載了潤滑油的多孔二氧化硅納米顆粒嵌入聚合物中，利用還原光聚合技術(shù)構建具有多種復雜精細結構的聚合物基自潤滑復合材料（圖1）。得益于介孔二氧化硅豐富的介孔孔道結構，高比表面積和孔體積，復合物的含油量以及含油保持率均在較高的水平。通過(guò)將載油介孔二氧化硅納米顆粒與3D打印相結合，實(shí)現了自修復復合潤滑材料的可控制備。在摩擦性能測試過(guò)程中，聚合物復合材料中的載油顆粒能夠持續在摩擦表面提供潤滑油，使摩擦系數和磨損率分別降低了85.7%和97.7%（圖2）。

圖1 3D打印含油自潤滑聚合物材料的制備

圖2 3D打印含油自潤滑聚合物材料的精度、表面粗糙度及摩擦學(xué)性能

   以上成果近期以題為“Tribological behavior of 3D printed nanofluid reinforced photosensitive self-lubricating polymer materials”的文章發(fā)表在A(yíng)dditive Manufacturing上，煙臺先進(jìn)材料與綠色制造山東省實(shí)驗室助理研究員杜果和郭杰為論文的共同第一作者，煙臺先進(jìn)材料與綠色制造山東省實(shí)驗室張霞研究員為本論文的通訊作者。以上工作得到了山東省TS學(xué)者青年專(zhuān)家項目、國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院特別研究助理資助項目以及煙臺先進(jìn)材料與綠色制造山東省實(shí)驗室開(kāi)放課題等項目的支持。

（文章鏈接https://doi.org/10.1016/j.addma.2024.103959）

供稿 / 杜   果

編輯 / 黃秋平

審核 / 張   霞  鄒    強  王   坤