eGYPTI anjournalofbasI cand aPPlI e d sciences 1（ 2014）67e70制作和主办：Elsevier可在www.sciencedirect.com在线获取ScienceDirect杂志主页：http://ees.elsevier.com/ejbas/default.asp短通信载荷对磨损行为聚丙烯/骨灰颗粒复合材料F. Asukea，b，M.Abdulwahaba，b，V.S.Aigbodionc，*，O.S.I.Fayomib，d，O. Aponbiedeaa尼日利亚扎里亚艾哈迈杜贝洛大学冶金和材料工程系b南非比勒陀利亚茨瓦内理工大学化学和冶金工程系c尼日利亚恩苏卡尼日利亚大学冶金和材料工程系d尼日利亚奥贡州奥塔市圣约大学机械工程系A R T I C L E I N F O文章历史记录：2013年12月6日收到，2014年2014年2月15日接受2014年3月19日在线提供保留字：碳化骨颗粒负载高分子复合材料电子显微镜磨损与摩擦学AB S T R A C T研究了载荷对以骨粒（CBp）为增强体的聚合物基复合材料磨损性能的影响。CBp的添加量在聚丙烯基质中的范围为5至20重量%。复合材料是通过复合和模压成型制备的。通过将施加的载荷从5 N变化到15 N来进行磨损试验。用高分辨率扫描电子显微镜（HRSEM/EDS）对磨损表面的微观结构进行了评估。磨损率随着施加载荷从5 N增加到15 N而增加，并且随着CBp从0至15重量%。研究表明，骨水泥可用于提高聚丙烯复合材料的耐磨性。版权所有？2013，曼苏拉大学.制作和主办Elsevier B.V.所有权利reserved.1.介绍复合材料作为另一类工程材料的使用对任何工业化国家的成功都是至关重要的。许多研究机构接受了开发和改进现有复合材料的挑战。现有记录显示，目前全球消费量持续增长[1，2]。* 通讯作者。 联系电话： 电话：2348028433576电子邮件地址：aigbodionv@yahoo.com（V.S. Aigbodion）。曼苏拉大学负责的同行审查http://dx.doi.org/10.1016/j.ejbas.2014.02.0022314- 808 X/版权所有2013年，曼苏拉大学。由爱思唯尔公司制作和主持All rights reserved.68埃及生物多样性和生物多样性科学杂志1（ 2014）67e70Aigbodion等人[3]使用销盘式试验机研究了含甘蔗渣灰颗粒的回收低密度聚乙烯（LLDPE）结果表明，甘蔗渣灰的加入提高了复合材料的耐磨性Vishwanath等人[4]报告了聚酯和酚醛树脂增强玻璃纤维复合材料的磨损情况。他们观察到，在这两种情况下的复合材料30重量%的树脂提供低磨损和摩擦系数，也与树脂超过30重量%导致更高的磨损率。Unal等人[5]研究了纯聚四氟乙烯（PTFE）及其复合材料，并注意到随着载荷的增加，摩擦系数降低。在磨损率的情况下，最大的减少发生在17重量%的玻璃纤维增强PTFE。此外，据报道，添加填料，如碳和青铜与聚四氟乙烯，降低磨损率被发现是更好的。Suresha等人[6]报告称，滑动速度/载荷的增加会增加滑动磨损量。特别是，10重量%石墨填充的玻璃环氧复合材料的滑动磨损行为是更好的相比，未填充和较低的石墨填充的碳纤维增强环氧复合材料。Nagaraju等人[7]对填充有ZnO纳米颗粒的聚酯树脂进行了磨损研究。结果表明，与其他样品组合相比，添加填料石墨与玻璃纤维增强环氧树脂复合材料一起在更大程度上提高了耐磨性。Basvarajappa等人[8]对玻璃纤维增强环氧树脂复合材料以及SiC和石墨填料填料的加入在很大程度上提高了复合材料的耐磨性。此外，使用田口方法的最佳参数的磨损研究报告。载荷和滑动距离是影响磨损的主要因素，滑动速度Mahapatra和Vedansh Chaturvedi[9]研究了未经处理的甘蔗增强聚合物复合材料的磨料磨损行为，并使用神经网络开发了经验模型。并利用田口法提出了最佳磨损参数Atuanya等人[10]报告了用于估计由回收聚乙烯/面包果籽壳灰颗粒（BFSHAP）复合材料开发的复合材料的热性能和磨损性能的经验模型。结果表明，热分析的失重温度范围为10 ~ 100%。的磨损率、滑动速度（p<$0.0021）、施加载荷（p<0.0060），BFSHAp（0.0060）对复合材料的磨损性能有很大影响。 施加载荷/BFSHAP（0.0061）之间的相互作用也有影响，影响磨损。作者及其同事最近的出版物[11]研究了骨粉对聚丙烯复合材料物理和机械性能的影响。从这项调查中可以清楚地看出，研究人员尚未报道关于牛骨粉磨损行为的工作。为此，本文准备对骨粒增强聚合物复合材料的磨损性能进行试验研究2.材料和方法2.1.材料聚丙烯、牛骨、一套筛子、钢锯、磨损试验机、双辊磨机、液压机、坩埚炉和扫描电子显微镜。2.2.方法牛骨（四肢骨）被清洗和清洁。 将骨在550 ° C的坩埚炉 中加热 45 分 钟 [6] 。 使 用 碎 骨 机 将 骨 粉 碎 至 粒 度（ ≤2mm ） ， 并 通 过 用 1 mm 筛 代 替 碎 骨 筛 研 磨 至≤1000m m。使用具有以下结构的一组筛进行筛分：1000、750、500、250和100μ m直径的筛目尺寸以获得小的颗粒尺寸。筛分后，100m m以下的尺寸用作增强体。进行配混不仅是为了混合，而且是为了确保复合材料形成组分的均匀混合打开双辊磨机，并设置预热至室温。在180° C下保持1小时[4]。 聚丙烯（Fig. 1 a）当两个辊刚刚通过调节它们之间的间隙而闭合时引入。两分钟后，引入测量量的CBp（5重量%、10重量%、15重量%和20重量%）（图1）。 1 b）。将混合物放置8分钟以实现有效的均质化。然后将混合物喷射并允许冷却。使用液压机在升高的温度（z180° C）下压制共混物材料。在仍然热的时候取出压坯以获得光滑的表面（图11）。 1 b）。图图1e a）聚丙烯，b）牛骨粉（CBp），c）压制的PP/骨复合材料的照片69eGYPTI anjournalofbasI cand aPPlI e d sciences 1（ 2014）67e70图2e三体磨料磨损试验机。图 3 e不同载荷下磨损率的比较变化。在ASTM-G65干砂橡胶轮磨损试验机上进行了三体磨料磨损试验从Rolfes Silica获得的粒度分布在300和600微米之间的硅砂用作研磨材料，流速为6.93 g/s[7，8]。采用5、10和15 N的施加载荷磨损试验机的示意图如图2所示。使用高分辨率SEM/ EDX（型号Joel JSM-7600 F）检查磨损表面[8]。3.结果和讨论从图 结果表明，磨损率随载荷的增大而增大，随摩擦系数的增大而减小。例如复合材料在5N载荷下的磨损率为0 和 15wt%CBp 时 分 别 为 11.2× 10- 3g/min 和 6.16× 10-3g/min随着负载的增加，在销材料到盘的过程和转移期间观察到重噪声和振动。当载荷较低时，磨损量很小，并随载荷的增加磨损率随着所施加的载荷而增加是很自然的对于不同的磨损距离，作为载荷和速度的函数，独立观察到类似的趋势[3e6]。磨损率随施加载荷的增加而增加，随碳化骨填充材料重量百分比的增加而降低。这可能是由于添加CBp导致延展性显著下降，同时硬度值增加[7，8]。骨复合材料磨损率的降低也可能归因于硬质材料的更高承载能力以及颗粒与树脂之间更好的界面结合，这降低了颗粒脱出的可能性，从而导致更高的磨损[4e6]。从图可以看出，聚丙烯基质形成良好的薄且均匀的转移膜（参见图4、5）。 4）。在复合材料的情况（见图1）。（5）有一些不确定性--转移膜的选择对磨粒的磨损率性能有影响。的磨损表面图4聚丙烯基体在15 N（3500）下磨损表面的SEM/EDS显微照片70埃及生物多样性和生物多样性科学杂志1（ 2014）67e70图5e SEM/EDS显微照片，含15wt%骨水泥的聚丙烯基体在15 N（3500）下的磨损表面材料可以被描述为经典磨损，如参考文献[4e 6]。 在许多聚合物中观察到的磨损率的转变基体复合材料的速度更快，据信是由于增强体和基质之间的空隙/开裂，这两者都导致表面的破碎和分层[9]。聚丙烯基质中的骨颗粒的存在降低了磨损速率（参见图1A和1B）。4、5）。这可能归因于复合材料比聚丙烯基质更硬的事实。各种研究人员[8e10]预测，在聚合物材料中存在硬填料材料会增加干滑动耐磨性，钱。此外，复合材料磨损率的降低也可能归因于硬质增强材料的更高承载能力以及颗粒与基体之间更好的界面结合，从而降低了可能导致更高磨损的颗粒脱出的可能性[10]。4.结论根据上述结果和讨论，可以得出以下1. 在聚丙烯基质中掺入骨颗粒作为增强材料增加了材料的耐磨性。2. 在5 ~ 15 N载荷范围内，磨损率随载荷的增加而增加，在0 ~ 15 wt%范围内，磨损率随骨粒含量的增加而降低。3. 研究表明，骨水泥颗粒可用于提高聚丙烯基复合材料的耐磨性。[1] 马杜古·IA，阿卜杜勒·瓦哈卜·M，艾格博迪恩·VS.铁填料对铸造纤维-聚酯/铁填料颗粒复合材料性能和微观结构的影响。J Alloys Comp2007;476：807e 11.[2] 放大图片作者：Hinrichsen E，Tarverdi K.制备及性能的聚丙烯复合材料用小麦和亚麻秸秆纤维加固。JMater Sci1997;32（2）：443e 9.[3] AigbodionVS，Hassan SB，Agunsoye OJ. 甘蔗渣灰增强对聚合物基复合材料干滑动磨损性能的影响。MaterDes2010;33：322e 7.[4] Vishwanath V，Varma AP，Kumeswara Rao CVS.聚酯和酚醛树脂增强玻璃纤维复合材料的磨损研究。计算机科学技术1991;44：77.[5] Unal H，Mimaroglu A，Kadıoglu U，Ekiz H.纯聚四氟乙烯及其复合材料的磨损行为。Mater Des 2004;25：239.[6] Suresha B，Siddaramaiah，Kishorec，Seetharamud S，Sampath Kumarand P.石墨填充玻璃环氧复合材料的磨损行为。Wear2011;267：1405.[7] 放大图片作者：Naga Raju B，Ramji.纳米氧化锌填充聚酯树脂的磨损研究。ARPN J Eng Appl Sci2011;6：75.[8] Basavarajappa B，Arun KV，Paulo Davim J.玻璃纤维增强环氧树脂复合材料与SiC和石墨填料的磨损研究。JMiner Mater Charact Eng2009;8：379.[9] Mahapatra SS，Chaturvedi Vedansh.未处理甘蔗增强聚合物复合材料的磨粒磨损行为。Int JEng Sci Technol 2009;1（1）：123e 8.[10] AtuanyaCU，Aigbodion VS，Nwigbo SC. 回收聚乙烯/面包果籽壳灰颗粒复合材料的热磨损性能研究。MaterDes2014;53：65e 7.[11] Asuke F，Aigbodion VS，Abdulwahab M，Fayomi OSI，Popoola API，Nwoye CI等人，骨颗粒作为增粘剂对聚丙烯/骨灰颗粒复合材料性能和微观结构的影响。结果Phys;2012：135e 41.
