摘 要：为考察环氧/聚氨酯(EP/PU)互穿网络复合材料不同工况下的摩擦学性能，采用高低温摩擦试验机研究了不同温度、转速条件下氧化石墨烯(GO)对环氧/聚氨酯互穿网络复合材料摩擦磨损的影响，并通过分子动力学模拟研究了温度对环氧/聚氨酯共聚物摩擦剪切性能的影响。结果表明，添加GO可以有效提高环氧/聚氨酯的摩擦学性能。室温条件下，200 rpm时，EP/PU/GO的摩擦系数最低为0.03。同样地，在-50 ℃和50 ℃和100 ℃时，相对于EP、EP/GO和EP/PU，EP/PU/GO也表现出优异的润滑性和耐磨性，这也归因于氧化石墨烯的润滑减磨作用及高温条件下聚合物的流体动压润滑效果。通过XPS结果分析表明，摩擦氧化和螯合反应促进了转移膜的生长，可避免摩擦副的直接接触，有利于润滑作用，从而降低复合材料的摩擦系数。通过分子动力学模拟结果表明，2PU/EP的静电相互作用和范德华力分别小于2EP/PU，因此其结构更稳定；2PU/EP的摩擦系数在373 K时最低为0.105，在223 K和298 K时分别提高到了0.112和0.115，2PU/EP的摩擦系数高于2EP/PU，PU的强极性增强了滑动界面间的相互作用，阻碍了摩擦剪切过程。本工作重点揭示了宽温域中氧化石墨烯对摩擦界面物理化学行为的影响，分子动力学分析了界面能量对摩擦剪切行为的影响，为环氧/聚氨酯摩擦复合材料在极端环境中的应用提供理论与实验支撑。
 

氧化石墨烯；环氧/聚氨酯；摩擦学性能；分子动力学模拟