第十四届全国表面工程大会

橡胶密封件在极端温度环境下的磨损失效已成为制约高端橡胶密封产品长寿命、稳定可靠运行的主要瓶颈，是亟待解决的问题。因此，本文通过改变环境温度分析了聚氨酯、丁腈橡胶两类常用密封材料的摩擦学行为和材料去除的微观损伤机制，分别研究了两弹性体在不同温度条件下（-60℃~60℃）的磨损机理。基于密封副的摩擦学热-机械-化学耦合作用规律，通过摩擦学特性、形态表征和化学结构测定来理解两弹性体界面的损伤特征。结果表明，聚氨酯和丁腈橡胶的耐磨性和磨损机理具有很强的温度依赖性和敏感性。不同温度场下的两弹性体均表现出不同的摩擦学特性。基于温度对弹性体硬度的影响，弹性体与316L不锈钢间的摩擦系数均在极端低温和高温下出现最高和最低值；在环境散热和摩擦生热作用机制中，处于玻璃化转变温度附近中的两弹性体的磨损率均达到最低。FTIR和XPS的结果显示丁腈橡胶磨损表面的化学状态在经历不同温度下的磨损后发生了变化，而聚氨酯多表现为机械损伤。当温度从低温域（-60℃）升高到高温域（60℃）时，两弹性体磨损形貌有显著差别，但总体上的磨损机制依次发生了从磨粒磨损、疲劳磨损到粘着磨损的转变。

流体密封；极端温度；弹性体；摩擦磨损