第
36
卷第
2
期
2009
年
北京化工大学学报(自然科学版)
Vo
l.
36, No.2
2009 Joumal
of
Beijing University
of
Chemical Technology (Natural Science)
热喷涂聚酷肢
12/
纳米
Si0
2
复合涂层的
非等温结晶动力学
李亚点
1
强克则
1
张忠厚
1
曹少魁
2
张治军
3
(1.郑州轻工业学院河南省表界面科学重点实验室，河南郑州
450002;2.
郑州大学材料工程学院，河南郑州
450052;
3.
河南大学特种功能材料重点实验室，河南开封
47500
1)
摘要
E
采用火焰喷涂法制备了聚酷胶
12(PA12)
及
PA12/
纳米
Si0
2
复合涂层，利用差示扫描量热法
(DSC)
对
PA12
及其复合涂层的非等温结晶性能进行了分析，对所得的数据分别用
Jeziomy
法和
Mo
法进行处理。结果表
明:用
Jeziomy
法和
Mo
法处理
PA12
及其复合涂层的非等温结晶过程比较理想;用
Jeziomy
法求出的
Zc(
结晶速率
常数)和
π(Avrami
指数)均随冷却速率的增加而增加;而纳米
Si~
的加入使复合涂层的
Zc
和
π
均大于纯
PA12
涂
层，且使结晶半衰期缩短、结晶速率及结晶度增大。表明纳米
Si0
2
具有明显的成核剂作用。
关键词
z
火焰喷涂;聚酿胶
12(PA12)
;纳米
Si~;
复合涂层;非等温结晶动力学
中图分类号:
TQ0631.6
引言
热喷涂技术作为表面工程学的一个重要组成部
分，是一种发展迅速的表面强化、表面防护及表面修
复的新技术，是包括材料科学、表面物理化学、传热
学、机械学等多学科的边缘、交叉学科。其原理是利
用火焰、电弧、等离子体等热源，将金属、陶瓷及高分
子等材料加热至熔融或半熔融状态，并高速喷射到
经过预处理的工件表面，形成连续均匀的涂层，改善
固体表面性能，达到表面耐磨、减摩、耐腐蚀及表面
修复等目的
[1-4]
。
聚酷胶
12(PA12)
是一种长碳链聚酷胶品种，具
有优良的机械强度、耐磨、减摩及良好的耐腐性能
等，综合性能优良，可作为涂层材料用以改善物件的
表面性能，实施材料的维修及保护。
PA12
是结晶
性聚合物，而纳米
SiO
z
的加入势必影响其结晶性
能，进而影响其加工及使用性能。在高分子材料加
工过程中，结晶过程大都是在非等温条件下进行的。
目前已有许多文献报道了聚合物本体及其复合材料
的非等温结晶动力学研究
[5-
凶，但关于热喷涂聚合
收稿日期:
2008-07-24
基金项目:郑州轻工业学院博士基金
(2005)
;河南省高校杰
出人才创新工程资助项目
(2006KYCX007)
第一作者:女
;1963
年生，教授，博士
E-ma
i1:
lyd8@zzuli.edu.cn
物涂层的结晶动力学研究很少。因此，研究火焰喷
涂
PA12
及其复合涂层的非等温结晶行为对于制定
PA12
及其复合涂层的喷涂机制和工艺条件是非常
必要的、有意义的。
本文采用火焰喷涂法制备
PA12
及
PA12/
纳米
SiO
z
;
复合涂层，利用差示扫描量热法
(DSC)
对涂层
的非等温结晶性能进行了分析，有关结果为制备、控
制火焰喷涂
PA12
及其复合涂层的工艺机制及涂层
性能具有一定的指导作用。
1
实验部分
1.
1
原材料及涂层制备
采用河南大学特种功能材料重点实验室生产的
可分散型
(DNS-2)
纳米
SiO
z
微粒
(40nm
，质量分数
1.
5%)
添加到
PA12
粉末
(VESTOSINT
粉末，德国
Degussa
公司，粒度小于
0.10mm)
中，在无水乙醇中
超声分散
40min
后抽虑，
80
"c真空干燥
24h
。干燥
后的复合粉末用
CMD-PS
塑料喷涂设备进行喷涂。
基体材料
45#
钢，喷涂前砂纸打磨粗化处理，在无水
乙醇中超声清洗，预热至
120
"c左右进行喷涂。喷
涂工艺参数:空气总压力
0.6-
1.
2
MPa;
乙快压力
0.1-
0.2
MPa;
幕帘与送粉空气压力
0.4
-
0.6
MPa;
喷涂距离
120-180mm
。空气自然冷却，涂层
厚度为
0.50-0.75mm
。
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