中文摘要：

密封部件是石油化工、航空航天等领域机械装备的关键部件，直接关系着生产的安全性和经济性。聚合物因其摩擦系数低、自润滑及消声吸震等特性，已成为当今机械领域最理想的耐磨密封材料。聚合物动密封材料在使用时，介质中的水进入其本体和转移膜的微观孔道后，在摩擦热的作用下，会使得两者的力学与磨损性能遭受双重破坏，导致其性能急剧下降。而实际工况条件下，介质带入或产生的水份往往难以完全消除。面对该现状，本项目综合运用机械、材料和化工三方面知识，提出通过调控材料表面润湿性来改变材料与水的接触行为，从而提高聚合物动密封材料使用性能的新思路。拟从宏微观角度深入研究材料润湿性对聚合物动密封材料力学及摩擦磨损性能影响机理。重点研究润湿性变化对聚合物动密封材料宏微观力学性能、动态力学行为及摩擦磨损性能损伤机理，为动密封件的设计、选材及提高使用寿命提供理论依据。

结论摘要：

本项目针对湿度对聚合物自润滑动密封材料寿命影响巨大，而实际工况下水分又常常无法完全消除的难题，通过调控自润滑材料自身润湿性的方法提高聚合物动密封部件的寿命。通过3年来的研究，取得了如下成果（1）通过自组装、偶联等技术成功实现了对材料表面能的调控，并解决了无机填料的团聚搭桥及与PTFE、PEEK、PI等树脂基材料的相容及界面复合问题；（2）发现提高无机材料表面的憎水行为可增强树脂基复合材料的力学及摩擦学性能，同时发现提高PTFE的结晶度有利于改善PTFE复合材料的摩擦学性能，并据此开发出了耐高温的表面碳化处理新工艺，解决了传统处理剂不耐高温的难题；（3）建立了一个在干摩擦过程中的二维有限元模型研究温度分布，成功解决了传统研究方法无法准确获知摩擦面温度的难题；（4）项目找到影响动密封材料寿命的重要影响因素，结合实验室短时间模拟试验，建立了无油润滑活塞环寿命预测方程，实现了可以对大量系列产品寿命进行快速评价。