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CN108059055B - 滑动摩擦组件、电梯导引靴组件及电梯 - Google Patents

滑动摩擦组件、电梯导引靴组件及电梯 Download PDF

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CN108059055B CN201610979967.8A CN201610979967A CN108059055B CN 108059055 B CN108059055 B CN 108059055B CN 201610979967 A CN201610979967 A CN 201610979967A CN 108059055 B CN108059055 B CN 108059055B
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Abstract

本发明公开了一种滑动摩擦组件，其包括具有第一表面的第一部件以及具有第二表面的第二部件，所述第二表面可滑动地接触所述第一表面，所述第二表面包括聚乙烯和纳米添加剂，所述纳米添加剂选自碳纤维、碳纳米管、石墨烯纳米片、以及硫化钼中的至少一种。本发明的滑动摩擦组件具有改善的摩擦和耐磨性能。另外，本发明还公开了制造该滑动摩擦组件的方法。本发明进而公开了包括该滑动摩擦组件的电梯导引靴组件，以及包括该电梯导引靴组件的电梯系统，该电梯系统能够在高速、高负载下运行，并具有安装维修方便、成本低廉、节约能耗等诸多优势。

Description

滑动摩擦组件、电梯导引靴组件及电梯
技术领域
本发明涉及一种滑动摩擦组件，特别地涉及用于电梯的滑动导引靴组件。本发明还涉及包括该滑动导引靴组件的电梯。
背景技术
电梯的导引系统通常包括导引靴和竖直的导引轨道。导引靴与导引轨道配合，用于以保持轿厢和配重在竖直方向上运动。在运动期间，导引轨道和导引靴之间存在作用力。例如，一方面，电梯的加速或减速会导致沿着导引轨道方向的竖直力；另一方面，轿厢内的不对称的负载会导致垂直作用在轨道表面上的法向力。上述作用力会使轨道和导引靴的表面材料发生摩擦和磨损，从而对电梯使用性能、经济性、使用寿命等方面产生不利影响。
发明内容
本发明旨在提供一种改进的滑动摩擦组件及其制造方法，以改善滑动摩擦组件的摩擦和耐磨性能。
为此，本发明提供了一种滑动摩擦组件，其包括具有第一表面的第一部件以及具有第二表面的第二部件，所述第二表面可滑动地接触所述第一表面，所述第二表面包括聚乙烯和纳米添加剂，所述纳米添加剂选自碳纤维、碳纳米管、石墨烯纳米片、以及硫化钼中的至少一种。通过在至少第二部件中使用纳米添加剂，使得滑动摩擦组件的摩擦系数和磨损率降低，从而有助于降低滑动摩擦组件的功耗，提高滑动摩擦组件耐磨性能。
可选地，所述第一部件由铁合金制成。
可选地，所述第二部件包括相互连接的摩擦层和非摩擦层，所述摩擦层可滑动地接触所述第一部件的第一表面。进一步，所述摩擦层包括聚乙烯和纳米添加剂，并且，所述非摩擦层包括聚乙烯。
由聚乙烯和纳米添加剂组成的复合材料被配制以使其滑动摩擦系数低于不含所述纳米尺寸的添加剂的聚乙烯材料。
可选地，聚乙烯的分子量为220～320×104。
可选地，所述纳米添加剂包括占聚乙烯和纳米添加剂总重的1～20wt％的碳纤维。
可选地，所述纳米添加剂包括占聚乙烯和纳米添加剂总重的1～2wt％的碳纳米管。
可选地，所述纳米添加剂包括占聚乙烯和纳米添加剂总重的0.1～0.4wt％的石墨烯纳米片。进一步，石墨烯纳米片的含量为0.15～0.35wt％，优选0.2～0.3wt％，更优选0.25～0.35wt％。
可选地，所述纳米添加剂包括占聚乙烯和纳米添加剂总重的2.5～15wt％的硫化钼。进一步，硫化钼的含量为7.5～12.5wt％，优选10～12.5wt％，更优选9～12wt％，进一步优选为9.5～11wt％。
本发明还提供了一种制备前述滑动摩擦组件的方法，其包括以下步骤：
-提供第一部件；
-提供聚乙烯粉末和纳米添加剂粉末；
-将所述聚乙烯粉末和所述添加剂粉末混合均匀，得到混合粉末；
-采用加热的模具对所述混合粉末进行压力成型，得到第二部件；
-使所述第二部件与所述第一部件相接触并且能够相对于彼此滑动，从而获得所述滑动摩擦组件。
可选地，所述将所述聚乙烯粉末和所述添加剂粉末混合均匀的步骤包括：
-将所述聚乙烯粉末和所述添加剂粉末分散在溶剂中；
-采用机械搅拌和/或超声波处理的方法使所述聚乙烯和所述添加剂均匀混合；
-使溶剂挥发。
进一步可选地，所述使溶剂挥发的步骤采用冷冻干燥法。
可选地，所述将所述聚乙烯粉末和所述添加剂粉末混合均匀的步骤包括：通过采用高速气流和/或高速运动的滚子作用在干态的混合粉末上而实现混合。
可选地，该方法还包括步骤：在所述第二部件的一侧上模制不含纳米添加剂的聚乙烯层，与该侧相反的一侧用于与第一部件可滑动地接触。
本发明还提供了一种包括前述滑动摩擦组件的电梯导引靴组件，其还包括静止结构件和可动结构件，其中，所述滑动摩擦组件的第一部件被构造为固定连接至所述静止结构件的导轨，所述滑动摩擦组件的第二部件被构造为固定连接至所述可动结构件的插入件，其中，所述导轨插入所述插入件的凹槽中，使得导轨能够相对于插入件滑动。通过在至少插入件中使用纳米添加剂，使得电梯导引靴组件的摩擦系数和磨损率降低，从而有助于降低导引靴组件的功耗，提高导引靴组件的耐磨性能。
可选地，导轨由铁合金制成。
可选地，所述的电梯导引靴组件还包括框架结构，其被构造为接收并固定插入件，并且，该框架结构固定连接至可动结构件。
可选地，所述插入件包括内衬层和底层，所述内衬层被构造为滑动地接触所述导轨的至少一个表面，所述内衬层包括聚乙烯和纳米添加剂，所述纳米添加剂选自碳纤维、碳纳米管、石墨烯纳米片、以及硫化钼中的至少一种；所述底层与所述内衬层结合，并且被构造为固定连接至所述可动结构件。
进一步，所述底层包括聚乙烯材料。
进一步，内衬层和底层通过覆盖模制、粘接、焊接、或机械连接方式连接在一起。
可选地，导轨具有沿长度方向延伸的伸出部，插入件具有沿长度方向延伸的凹槽，所述伸出部与所述凹槽配合，使得导轨的三个面与插入件的内衬层滑动接触。
可选地，在电梯导引靴组件中，插入件和导引框架之间设置有用于减震的阻尼件。进一步，阻尼件包括橡胶件、泡沫状塑料件、和/或弹簧件。
本发明还提供了一种电梯系统，其包括前述的电梯导引靴组件。通过在其滑动导引靴组件中的至少插入件上使用前述纳米添加剂，可以改善滑动摩擦界面的摩擦和耐磨性能，从而有助于提高电梯的允许运行速度，延长电梯的工作寿命，并降低电梯的摩擦功耗。
下文通过结合附图而详细描述用于实现所附权利要求所限定的本发明的一些最佳模式和实施例，从中容易理解本发明的上述特征和优势、以及其他特征和优点。
附图说明
现参考附图，其中各图示的目的仅在于显示某些示例性实施例，而不旨在对本发明进行任何限制。在各附图中，相同的附图标记指示相同或相应的部分，其中：
图1示出制备根据本发明实施例的包括纳米添加剂的聚乙烯复合材料的方法的流程图；
图2A示出根据本发明的复合材料的第一实施例的具有不同碳纤维含量的复合材料的摩擦系数的曲线图；
图2B示出根据本发明的复合材料的第一实施例的具有不同碳纤维含量的复合材料的磨损率的曲线图；
图3A示出根据本发明的复合材料的第二实施例的具有不同碳纳米管含量的复合材料的摩擦系数的曲线图；
图3B示出根据本发明的复合材料的第二实施例的具有不同碳纳米管含量的复合材料的磨损率的曲线图；
图4A-C示出根据本发明的实施例的采用不同方法制成的聚乙烯材料的显微照片，其中，图4A的样品未添加碳纳米管，图4B的样品添加了碳纳米管并采用超声分散-空冷方法制备，图4C的样品添加了碳纳米管并采用超声分散-冷冻干燥方法制备；
图5示出根据本发明的实施例的聚乙烯材料的显微照片；
图6A-B示出根据本发明的复合材料的第一实施例的具有不同碳纤维含量的复合材料的显微照片；
图7A-B示出根据本发明的复合材料的第二实施例的具有不同碳纳米管含量的复合材料的显微照片；
图8A示出根据本发明的复合材料的第三实施例的具有不同石墨烯含量的复合材料的摩擦系数的曲线图；
图8B示出根据本发明的复合材料的第三实施例的具有不同石墨烯含量的复合材料的磨损率的曲线图；
图9A示出根据本发明的复合材料的第四实施例的具有不同石墨烯含量的复合材料的摩擦系数的曲线图；
图9B示出根据本发明的复合材料的第四实施例的具有不同石墨烯含量的复合材料的磨损率的曲线图；
图10A-B示出根据本发明的复合材料的第三实施例的具有不同石墨烯含量的复合材料的显微照片；
图11A示出根据本发明的复合材料的第五实施例的具有不同硫化钼含量的复合材料的摩擦系数的曲线图；
图11B示出根据本发明的复合材料的第五实施例的具有不同硫化钼含量的复合材料的磨损率的曲线图；
图12A显示根据本发明的滑动摩擦组件的第一实施例的示意图；
图12B显示根据本发明的滑动摩擦组件的第二实施例的示意图；
图13显示根据本发明的滑动导引靴组件的实施例的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。
通常，导引轨道-导引靴表面采用滚动摩擦(即滚动型导引系统)和/或滑动摩擦(即滑动型导引系统)。滚动型导引系统由于采用滚动摩擦，其优点在于运行平稳、摩擦阻力小、运行噪音小，通常用在速度较高和载荷较大的电梯中。然而，滚动型导引系统的导引靴通常需要布置复杂的滚动件悬挂系统，从而需要较大的空间尺寸、较多的零件(例如多个支承件和滚动件)数量，导致成本高昂、构造复杂、维护困难。相对而言，滑动型导引系统的导引靴由于采用滑动摩擦，其优势在于零件数量较少、设计简单、所需空间较小，因而安装维护方便、成本低廉。
在现有技术中，滑动导引靴表面通常使用使用聚乙烯、聚酰胺、聚氨酯等聚合物材料，这些材料摩擦、耐磨和导热等性能较差，作为结果，滑动导引靴的表面会发生较为严重的摩擦磨损，摩擦表面产生的较大摩擦力会增加电梯功耗，滑动摩擦中产生的热量还会加速滑动表面的失效，从而限制了这类滑动导引靴在高速、高负载电梯中的使用，例如通常用于速度小于1.75m/s的低速电梯中。因此，期望提供一种滑动导引靴-导轨配置，使二者之间具有良好的摩擦和耐磨性能，同时具有优良的导热性能。
本发明的目的在于解决以上提及的至少一个问题。更确切地，本发明的目的在于提供一种具有改善的耐磨性和良好的摩擦性的基于超高分子量聚乙烯的复合材料。本发明还旨在提供一种包括该复合材料的滑动摩擦组件。本发明还旨在提供一种使用所述滑动摩擦组件的电梯用滑动导引靴组件。进而，本发明还提供了一种包括上述滑动导引靴组件的电梯。
摩擦系数和磨损率是评价滑动导引系统的两个重要性能指标。摩擦系数通常指滑动表面上承受的摩擦力和法向压力的比率。磨损率通常指单位长度单位滑动距离所导致的磨损体积量。作为举例，在常规电梯系统中，如果电梯在建筑物中的最大竖直行程为50m，每年大约启动100000次，则电梯的总滑动距离大约为每年2500km。实践中，电梯的年总滑动距离也可以高达每年6000km。另外，如果允许电梯轿厢和配重在滑动导引靴表面上在每单位大小(1N)的法向压力下产生每年0.2mm的磨损量，以滑动接触表面面积为1000mm2为例，那么导引轨道所允许的最大的单位行驶长度的体积磨损率需小于8×10-5mm3/Nm。
当滑动导引靴和电梯的钢制导引轨道配合使用时，滑动导引靴表面材料需要具有良好的耐磨性。耐磨性与滑动材料的抗压强度和屈服强度(例如大于21MPa)相关。对于耐磨性而言，滑动导引靴材料还需要具有大于30％的断裂延伸率，以及25kJ/m2的冲击强度(例如采用ISO527，ISO11542的测试方法测试)。
I.材料
1.1制备
本发明的一方面，提供了一种特别地用于电梯滑动导引靴组件的具有纳米添加剂的聚乙烯复合材料。在本文中，除非另有说明，术语“纳米添加剂”通常分子尺寸在纳米量级的添加剂，包括但不限于例如一维意义上(即直径在纳米尺寸的纳米纤维状分子)的碳纤维、碳纳米管，例如二维意义上(即厚度在纳米尺寸的纳米片状分子)的石墨烯纳米片、硫化钼纳米片等。
下面参考图1介绍制备根据本发明的复合材料的一般方法，其至少包括步骤100至106。
在步骤100中，提供所需原材料，包括：聚乙烯粉末，其分子量为优选为220～320×104；以及纳米添加剂粉末，例如碳纤维(CF)粉末、碳纳米管(CNT)粉末、石墨烯纳米片(GNS)粉末、硫化钼(MoS)粉末中的一种或几种，上述材料均可从商业获得。在步骤102中，将100中提供的粉末按特定的质量比率混合，以获得纳米添加剂粉末均匀分散的混合粉末。在步骤104中，使用加热、加压的板件对混合粉末进行热压处理，以获得由混合粉末聚集而成的制品，例如板件。在步骤106中，对上述板材进行预加工，以获得允许后续操作的尺寸和形状。例如，可将所述板材冲压加工以获得适合测试的圆片状。可选地，也可将该板材预加工成允许插入电梯导引靴的框架结构中的其他形状和尺寸。
以步骤106获得的预制件作为电梯的导引靴的内衬材料的情况下，制备步骤可选地还可以包括步骤108和110。在步骤108中，以106中所获得的内衬材料为基础，在其不与另一摩擦构件滑动接触的一面上布置底层材料，以实现对内衬材料的支撑和保护。在步骤110中，将步骤106或步骤108所获得的部件布置到导引靴的配合的框架结构中，以用于滑动地支承导引轨道的运动，具体将在下文详细描述。
在步骤100中，可以通过调整混合粉末中的纳米添加剂的种类和质量比(wt％)来制备不同的复合材料。根据本发明的复合材料的第一实施例，添加不同质量比的碳纤维(例如1wt％、2wt％、5wt％、10wt％、20wt％)可以获得具有相应质量比的碳纤维添加的复合材料。根据本发明的复合材料的第二实施例，添加不同质量比的碳纳米管(例如0.1wt％、0.2wt％、0.5wt％、1wt％、2wt％)可以获得具有相应质量比的碳纳米管添加的复合材料。根据本发明的复合材料的第三、四实施例(其区别将在下文论述)，分别添加不同质量比的石墨烯纳米片(例如0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％)可以获得具有相应质量比的石墨烯纳米片添加的复合材料。根据本发明的复合材料的第五实施例，添加不同质量比的硫化钼(例如2.5wt％、5.0wt％、7.5wt％、10.0wt％、12.5wt％、15wt％)可以获得具有相应质量比的硫化钼添加的复合材料。本领域技术人员可理解，本发明的方法不限制于上述特定的纳米添加剂的种类的比率。
在步骤102中，可以使用多种方法对复合粉末进行混合，例如干态混合法、液态混合法等。干态混合法是利用高速运动的气流(例如氮气)和/或高速转动的转子(例如磨球)对混合粉末进行机械作用，致使混合粉末充分分散和混合。混合过程中，高速运动的气流和转子会对聚乙烯粉末施加较大机械作用力，迫使其分离为尺寸在微米(甚至纳米)量级的微粒。此时，由于纳米尺寸的添加物具有较大的比表面积和表面张力，会趋于包裹在聚乙烯微粒的外层，形成近似核(聚乙烯微粒)-壳(纳米添加物层)结构的复合微粒。一旦停止高速气流和/或转子的冲击，所形成的核壳结构将得以维持，并阻止彼此重新复合为更大尺寸的聚合物微粒或添加剂微粒。另外，纳米添加物的壳层还会促使复合结构微粒之间形成较强的结合力，这有助于改善复合材料的机械性能，尤其是耐磨性能。
液态混合法是以液相溶剂为分散剂分散复合粉末。液相溶剂可以是水、乙醇、丙酮以及其他合适的有机或无机溶剂。具体地，可以使用机械搅拌、超声等方法促进溶剂与粉末的分散。待分散均匀后，可以采用在室温、真空、和/或加热状态下促使溶剂挥发，从而获得固态的复合材料。优选地，可以采用冷冻干燥法去除液相溶剂，例如通过液氮形成低温环境，使液相的混合物凝结为固相，随后在真空条件下促使固相的溶剂升华而被移除，从而获得固态的混合粉末。这一方法的优势在于溶剂的迅速挥发允许复合材料在液相混合过程中所形成的微观结构得以良好保持。与球磨混合的过程相类似，溶剂中的聚乙烯大颗粒在搅拌和/或超声波的作用下可以分离为较小尺寸的聚乙烯微粒，与此同时，附近的高比表面积的纳米添加剂围绕聚乙烯微粒的表面附着，待表面额外的液相溶剂挥发去除后，获得核壳形复合结构。对于冷冻干燥的挥发方法，聚乙烯微粒的外周包裹的固相的溶剂层挥发后，允许良好地保持纳米复合物的多孔结构，这一结构有助于在溶剂去除之后彼此附着形成较强的结合力，从而改善复合材料的机械性能。
第一、二、三、五实施例的复合材料分别采用液相超声混合-冷冻干燥混合方法制备；而第四实施例的复合材料采用干态的球磨混合法制备。
在步骤104中，加热模压工艺的参数例如：压力5MPa、温度为160～180℃，模压保持时间30min，随后在加压或不加压状态下冷却至室温。在采用平板模具的实施例中，模压所获得的复合材料的板材的厚度可以是1～3mm。特别地，在加热-保持-冷却的热处理操作中，复合材料的局部经历熔化固化的热处理过程，从而促使复合材料的晶体结构发生转变从而获得改善的力学性能，这一过程同时维持了在混合分散步骤中获得的聚乙烯微粒的细小尺寸和纳米添加剂的均匀分散状态。
在步骤106中，可以对前述步骤中得到的板材进行切割、弯曲等操作。可选地，可以预加工板材以获得符合配合结构(例如导引靴的接收框架结构的凹槽)的形状，例如可以是横截面为凹形的细长型材。
在可选步骤108中，在需要布置底层的情况下，可以通过粘接、覆盖模制、共注塑、机械连结等方法，将不含添加剂的聚乙烯层布置在已获得的复合材料层的一侧，与该侧相反的另一侧用于接触另一部件。作为举例，将步骤106中获得的预制凹形件布置在注塑模具中以作为插入件的内衬层，内衬层的厚度根据实际使用寿命、磨损量的需求而设置，在该内衬层的背侧(即与凹槽相反的一侧)注塑成型不含纳米添加剂的聚乙烯材料的底层，以使得插入件的总厚度达到固定和配合所需的厚度(大于内衬层的厚度)。这一操作可以显著降低插入件中的纳米添加剂的使用量，从而提高插入件产品的经济性。可选地，底层材料也可以选用聚乙烯以外的其他高分子材料或其他材料制成，以获得改善的综合性能。
在可选步骤110中，前述步骤106或108获得的插入件配合至导引靴的配合结构中。如图13所示，凹槽形式的插入件1可以通过形状配合的方式布置在对应的导引靴框架结构3中。插入件1的内表面具有纳米添加剂增强的复合材料层，用于可滑动地接收和支撑导轨2。可选地，插入件1也可以通过其他方法(例如焊接、粘接、铆接、螺栓连接等)固定连接至导引靴框架结构3。
1.2性能
下面介绍通过前述方法获得的具有纳米添加剂的聚乙烯基复合材料的性能。
在第一实施例中，采用碳纤维(CF)作为添加剂来改善聚乙烯基复合材料的摩擦和磨损性能。图2A-B分别显示了具有不同添加量的碳纤维的聚乙烯-碳纤维材料的摩擦系数(2A)和磨损率(2B)的性能曲线。如图2A所示，复合材料的摩擦系数(COF)随着碳纤维添加量的增加而基本上减小。例如，在图示测试条件下(测试时间为100s左右的稳定值)，不添加碳纤维的复合材料的摩擦系数约0.22。添加1wt％的碳纤维，复合材料的摩擦系数减小至约0.19。添加2wt％的碳纤维，复合材料的摩擦系数减小至约0.18。添加10wt％的碳纤维，复合材料的摩擦系数减小至约0.17。添加20wt％的碳纤维，复合材料的摩擦系数减小至约0.13。如图2B所示，复合材料的磨损率随碳纤维添加量的增大而基本上减小。对于1200rpm的测试转速(对应3m/s的线速度)，当碳纤维添加量为零时，磨损率约7.5×10-6mm3/Nm。进一步，当碳纤维添加量约为10wt％时，比磨损率降低至约6×10-6mm3/Nm，当碳纤维添加量约为20wt％时，比磨损率进而降低至约5×10-6mm3/Nm。可见，在超高分子量聚乙烯材料中根据本发明的方法引入碳纤维添加剂，可以兼而降低摩擦系数以及磨损率，同时改善复合材料的摩擦和耐磨性能。
在第二实施例中，采用碳纳米管(CNT)作为添加剂来改善聚乙烯基复合材料的摩擦和磨损性能。图3A-B显示了具有不同添加量的碳纳米管的超高分子量聚乙烯-碳纳米管材料的摩擦系数(3A)和磨损率(3B)的性能曲线。如图3A所示，复合材料的摩擦系数随着碳纤维添加量的增加而基本上减小。不添加碳纳米管的复合材料的摩擦系数约0.21。添加1wt％的碳纳米管，复合材料的摩擦系数减小至约0.20。添加2wt％的碳纳米管，复合材料的摩擦系数减小至约0.17。如图3B所示，复合材料的磨损率也随碳纳米管的添加量的增大而基本上减小。同样对于1200rpm的测试转速(对应3m/s的线速度)，当碳纳米管添加量为零时，比磨损率约7.5×10-6mm3/Nm。当碳纳米管添加量约为1wt％时，比磨损率降低至约6×10-6mm3/Nm。当碳纳米管添加量约为2wt％时，比磨损率进而降低至约5.5×10-6mm3/Nm。可见，在超高分子量聚乙烯材料中根据本发明的方法引入较少含量的碳纳米管添加剂，可以兼而降低摩擦系数以及磨损率，同时改善复合材料的摩擦和耐磨性能。
复合材料的微观结构，特别是聚乙烯的是晶粒尺寸、纳米添加剂的分散状态和形貌、纳米添加剂分子和聚乙烯晶粒的相互作用等因素对复合材料的机械性能，例如摩擦和耐磨性能有显著影响。因此，在制备复合材料的过程中，合理选择添加剂含量、混合方法、热压操作中的压力、温度等条件等方面，对于获得合适的微观结构十分必要。
图4A-C以添加碳纳米管为例显示制备方法的选择对复合材料的显微结构的影响。图4A显示了未添加碳纳米管的聚乙烯材料的显微结构，可见聚乙烯的晶体呈细条状均匀分布，且晶粒尺寸较粗大。图4B显示了添加碳纳米管的聚乙烯复合材料的显微结构，其采用超声分散-室温冷却的方法制备，可见，聚乙烯晶粒尺寸明显减小，说明碳纳米管的存在显著抑制了聚乙烯晶粒的长大。图4C也显示添加碳纳米管的聚乙烯复合材料的显微结构，不同的是，其中采用冷冻干燥方法进行干燥，如图所示，聚乙烯的晶粒尺寸进一步减小，这是因为，冷冻干燥工艺可促使复合材料中的液相溶剂迅速挥发，从而理想地保持了混合步骤中所形成的结构，并有效抑制聚乙烯晶粒汇聚和增大。分散的碳纳米管有助于增大形核中心的数量，并有效抑制晶粒长大过程中的传质，冷冻干燥工艺有助于加速晶粒长大过程中的传热，从而加速结晶过程，这两方面协同作用致使经由这种操作的聚乙烯-碳纳米管复合材料具有理想的细化晶粒尺寸。该细小晶粒助于改善复合材料的机械强度，从而使复合材料具有改善的摩擦和耐磨性能。
图5、6A-B、7A-B进一步显示了纳米添加剂(以CF、CNT为例)的添加量对复合材料的晶体结构和晶粒尺寸的影响。这些附图分别显示了不含纳米添加剂(图5)、含10wt％CF(图6A)、含20wt％的CF(图6B)、含1wt％的CNT(图7A)以及含2wt％的CNT(图7B)的聚乙烯复合材料的显微结构。各图中标尺为200微米。如图所示，纯聚乙烯样品的中的晶粒较大，约在百微米量级。而添加1wt％的CNT或10wt％的CF之后，晶粒尺寸显著减小至较小尺寸，约十微米量级。进一步，添加2wt％的CNT或20wt％的CF，晶粒尺寸显著减小至微米(甚至以下)量级。可见，引入CF、CNT这类一维的碳纳米添加剂可以显著促使复合材料中的聚乙烯的晶粒细化。
在耐磨性能的方面，随着纳米添加剂的添加量增大，形核位点的数量更多，纳米添加剂对晶体长大阻碍作用越显著，从而更为有效地抑制晶粒长大成较大尺寸。晶粒更为细小的材料显微结构有助于抵抗位错在晶粒之间迁移。同时，纳米添加剂本身也有助于增强复合材料的机械性能，一方面，一维的碳纳米添加剂在聚乙烯晶粒之间均匀分散，起到钉扎作用，以阻碍位错的扩散；另一方面，这类添加剂与高分子材料亲和性好，可以物理地和/或化学地附着聚乙烯晶粒，并与之形成良好的结合作用，以便进一步阻止晶粒变形和移动。基于上述原因，碳纤维、碳纳米管等一维纳米添加剂的引入能够显著改善复合材料的耐磨性。而在摩擦性能的方面，摩擦性能与复合材料表面的结构和成分密切相关。随着添加量增大，暴露在复合材料的表面的附加剂的面积越大。由于碳纤维、碳纳米管材料本身具有较低的摩擦系数(例如在与钢材滑动摩擦时)，所以复合材料整体的摩擦性能也得以改善。另外，如上文所述，碳纳米管的改善效果比碳纤维更为明显，这是因为碳纳米管的尺寸更小，对复合材料的结构和性能的影响更为显著。
在第三和第四实施例中，采用石墨烯纳米片作为添加剂来改善聚乙烯基复合材料的摩擦和/或磨损性能。图8A-B、9A-B显示了采用根据本发明的两种不同方法获得的超高分子量聚乙烯-石墨烯纳米片的摩擦系数(8A，9A)和磨损率(8B，9B)的性能曲线。其中，优选地，作为第三实施例的8A-B所示的聚乙烯-石墨烯复合材料的制备工艺中采用前文所述的液相超声混合-冷冻干燥方法混合。替代地，作为第四实施例的如图9A-B所示的聚乙烯-石墨烯复合材料的制备工艺中采用前文所述的干态球磨方法混合。
如图8A所示，复合材料的摩擦系数随着石墨烯添加量的增加而先增大后减小，特别地，在0.3wt％处显示出最优值。在测试中，不添加石墨烯的复合材料的摩擦系数约0.190。可选地，添加0.1wt％的石墨烯，复合材料的摩擦系数减小至约0.180。可选地，添加0.15wt％的石墨烯，复合材料的摩擦系数减小至约0.158。可选地，添加0.2wt％的石墨烯，复合材料的摩擦系数显著减小至约0.135。可选地，添加0.25wt％的石墨烯，复合材料的摩擦系数显著减小至约0.130。可选地，添加0.3wt％的石墨烯，复合材料的摩擦系数减小至约0.125。可选地，添加0.35wt％的石墨烯，复合材料的摩擦系数转而增大至约0.147。继续增加石墨烯添加量至0.4wt％，复合材料的摩擦系数增大至约0.170。
如图9B所示，复合材料的磨损率随着石墨烯添加量的增加也呈现类似地先减小后增大的趋势，特别地，也在0.3wt％处具有最小值。例如，在测试条件下，不添加石墨烯的复合材料的磨损率约2.9×10-5mm3/Nm。可选地，添加0.1wt％的石墨烯，复合材料的磨损率减小至约2.1×10-5mm3/Nm。可选地，添加0.15wt％的石墨烯，复合材料的磨损率减小至约1.9×10-5mm3/Nm。可选地，添加0.2wt％的石墨烯，复合材料的磨损率显著减小至约1.7×10- 5mm3/Nm。可选地，添加0.25wt％的石墨烯，复合材料的磨损率显著减小至约1.65×10-5mm3/Nm。可选地，添加0.3wt％的石墨烯，复合材料的磨损率减小至约1.6×10-5mm3/Nm。然而，添加0.35wt％的石墨烯，复合材料的磨损率转而增大至约2.0×10-5mm3/Nm。继续增加石墨烯添加量至0.4wt％，复合材料的磨损率增大至约2.5×10-5mm3/Nm。而当石墨烯添加量为0.5wt％时，复合材料的磨损率甚至超高原始未添加石墨烯的聚乙烯材料而达到3.0×10- 5mm3/Nm。
通过以上实施方式可见，在采用超声分散-冷冻干燥方法混合制备聚乙烯-石墨烯复合材料的情况下，即在第三实施例的复合材料中，添加适量的石墨烯有助于兼而改善摩擦和磨损性能，而过大的石墨烯添加可能是不利的。在本发明中，优选地添加比例例如为0.2～0.3wt％，更优选为约0.3wt％，以获得最佳的摩擦系数和磨损性能的组合。
图10A-B分别显示了添加量分别为0.1wt％和0.4wt％的石墨烯纳米片的聚乙烯复合材料的扫描电镜显微照片。可见，石墨烯的二维纳米添加剂紧密贴合在聚乙烯晶粒的表面。如图10A，当石墨烯添加量在合适的范围(例如小于0.3wt％)，石墨烯纳米片可以均匀地分散在聚乙烯基体材料中，从而起到细化聚乙烯晶粒及弥散增强的作用(与前述机制类似)，从而改善复合材料的耐磨性能。在复合材料的表面上，石墨烯纳米片趋向于覆盖聚乙烯(如图10A-B所示)，而且，随着石墨烯添加量增大，覆盖面积也越大。如本领域技术人员已知的，石墨烯具有极佳的摩擦性能，因此，添加较少量(例如0.3wt％)可以显著改善复合材料的的表面摩擦性能。然而，由于石墨烯尺寸很小，石墨烯层片之间的附着作用很强，在添加量较大的情况下(例如超过0.4wt％)，石墨烯的均匀分散性难以控制和保持。如图10B所示，当石墨烯添加量较大时，石墨烯片之间易于团聚形成较大尺寸的石墨烯团聚。这种大尺寸团聚对于改善耐磨性能来说是有限的。同时，对于复合材料表面而言，以较大尺寸团聚形式存在的石墨烯与基底聚乙烯的附着面积有限，附着力薄弱，从而在摩擦过程中易于脱落使高摩擦系数的聚乙烯暴露出来，从而反而不利于降低摩擦。因此，过量的石墨烯对于复合材料的耐磨、摩擦作用的改善作用有限。
替代地，在第四实施例中，石墨烯-聚乙烯复合材料的制备与上述第三实施例的情形基本相同，主要区别在于采用干态球磨混合法分散和混合石墨烯和聚乙烯粉末。这种干态球磨混合方式适合制备较大尺寸的复合材料制品，具有良好的成本效益。图9A-B显示了这种复合材料制品的摩擦和耐磨性能。如图9A所示，与前述实施例类似地，适当添加量的石墨烯有助于降低摩擦系数，而过高添加量的石墨烯却会增大摩擦系数。例如，不添加石墨烯的聚乙烯试样的摩擦系数为约0.227；添加约0.1wt％的石墨烯的复合材料的摩擦系数为约0.218；添加约0.2wt％的石墨烯的复合材料的摩擦系数为约0.209；添加0.3wt％的石墨烯的复合材料的摩擦系数为约0.196；添加0.4wt％的石墨烯的复合材料的摩擦系数为约0.228。可见，优选的石墨烯添加量范围可以是0.2～0.3wt％，更优选为约0.3wt％。对于耐磨性能来说，如图9B所示，在这种情况下，复合材料的磨损率随石墨烯的添加量的增加而单调地增加。这是因为，石墨烯的不利的团聚现象在使用机械混合工艺中更为显著。
在第五实施例中，采用硫化钼(MoS)作为添加剂来改善聚乙烯基复合材料的摩擦性能。图11A显示，添加硫化钼可以降低复合材料的摩擦系数。例如，不添加硫化钼时，复合材料的摩擦系数约为0.135，而添加7.5wt％的硫化钼之后，其摩擦系数减小至约0.129；添加9wt％的硫化钼之后，其摩擦系数减小至约0.122；添加9.5wt％的硫化钼之后，其摩擦系数减小至约0.120；添加约10wt％的硫化钼，复合材料的摩擦系数进一步减小至约0.118，这一性能与前述采用超声-冷冻干燥方法获得含有约0.3wt％的石墨烯的聚乙烯复合材料的摩擦系数相当。进一步增加硫化钼的添加量会加大摩擦系数。例如，添加约11wt％的硫化钼，复合材料的摩擦系数增大至0.119；添加约12.5wt％的硫化钼，复合材料的摩擦系数增大至0.122。可见，硫化钼的添加量在约10wt％附近具有阈值。另一方面，添加硫化钼会使复合材料的磨损率增大，例如，添加10％的硫化钼，聚乙烯复合材料的比磨损率从未添加前的约9.5×10-6mm3/Nm增加到约12×10-6mm3/Nm。
II.滑动摩擦组件
根据本发明的另一方面，提供了一种包括上述聚乙烯-纳米添加剂复合材料的滑动摩擦组件。如图12A-B所示，滑动摩擦组件通常包括具有第一摩擦面61的第一部件6和具有第二摩擦面71的第二部件7。第一摩擦面61和第二摩擦面71彼此接触、并可以相对于彼此滑动。其中，第一部件6由上文所述的聚乙烯-纳米添加剂复合材料制成。第二部件7也可以由聚乙烯-纳米添加剂复合材料制成。替代地，第二部件7可以由其他聚合物、铁或铁合金、钛或钛合金、铜或铜合金、铝或铝合金等多种材料制成。由于滑动摩擦接触面的至少一侧上采用了根据本发明的聚乙烯-纳米添加剂复合材料，有助于降低滑动摩擦表面的摩擦系数、改善耐磨性，从而延长组件的使用寿命。
可选地，在滑动摩擦组件的另一实施例中，如图12B所示，滑动摩擦组件的第一部件6包括摩擦部件6’和非摩擦部件6”。摩擦部件6’与第二部件7接触并相对于彼此滑动，其可以采用根据上文所述的聚乙烯-纳米添加剂复合材料制成。非摩擦部件6”用于与支撑摩擦部件6’，并将其连接至配合构件，其中，非摩擦部件6”可以采用未添加纳米添加剂的超高分子量聚乙烯材料制成，也可以采用其他金属、或聚合物材料制成。在该实施例中，摩擦部件6’和非摩擦部件6”连接在一起，例如可以通过注塑模制、焊接、铆接、螺纹连接等方式。摩擦部件6’的厚度可以被配置以满足滑动摩擦组件在设计寿命中的允许磨损量。通过分别地制造摩擦部件和非摩擦部件并随后组装，有助于方便地安装第一部件6。通过根据实际情况来设定摩擦部件6’的厚度，可以有效减少纳米添加剂的使用量，从而降低成本。在另外的实施例中，第二摩擦件7由钢材制成。
上述滑动摩擦组件可适用于任何需要降低接触面的摩擦系数、提高耐磨性的场合，包括但不限于电梯、扶梯、传送带、轴承、人造关节等场合。
III.电梯滑动导引靴组件
在本发明的又一方面，提供了一种包括上述滑动摩擦组件的用于电梯的滑动导引靴组件。滑动导引靴连接至电梯的轿厢(或配重)，以允许轿厢(或配重)沿着竖直的导引轨道运动。
图13示意性示出了根据本发明实施例的电梯滑动导引靴组件的结构。其中，滑动导引靴组件包括滑动摩擦组件、可动结构件4、静止结构件5。静止结构件5相对于建筑物墙壁静止，例如可以是固定连接至墙壁的钢制板材、或者可以是建筑物的墙壁本身。可动结构件4可以相对于静止结构件5竖直移动，例如可以是电梯的轿厢结构或配重结构。特别地，滑动摩擦组件具有前文所述的滑动摩擦组件的特征和优势，其包括插入件1(即前述第一部件)以及导轨2(即前述第二部件)。
插入件1被构造为固定至电梯的可动结构件4，其具有如图13所示的在长度上延伸的凹槽。插入件1的屈服强度、晶体结构、冲击强度以及硬度等特征通过添加纳米尺寸的添加剂而得以改善，从而获得合适的摩擦性能和耐磨性能。可选地，插入件1整体由前文所述的聚乙烯-纳米添加剂复合材料制成；可选地，插入1可以部分地由复合材料制成。如图13所示，插入件1包括接触导轨2的内衬层11和连接至内衬层11的底层12，内衬层11由聚乙烯-纳米添加剂复合材料制成，底层12可以由不含纳米添加剂的聚乙烯材料制成。
导轨2可以由钢材制成，例如可以通过热轧或冷加工钢材型材而获得。导轨2被构造为在其一端具在长度上延伸的突出部，而在另一端固定地安装至静止结构5。所述突出部可以插入所述插入件1的凹槽的内部，并且可以相对于插入件1滑动。突出部的两个侧面和底面分别与凹槽的内壁的三个表面滑动接触，三面接触的布置增大了滑动摩擦接触面的面积，从而可以分散作用力并延长使用寿命。导轨2的表面可以通过机加工、研磨、抛光等工艺加工至0.5～20μm的平均表面粗糙度，以允许改善导轨2和插入件1的滑动配合与平滑滑动。
通常，为了降低导轨和/或插入件之间的磨损和摩擦，可以在滑动接触面上使用润滑剂。在实践中，通常使用润滑油或润滑脂基的润滑剂，其中也包括腐蚀抑制剂，以阻止导轨和/或插入件发生腐蚀。有利地，插入件1的凹槽中有助于储存一定体积的润滑油或润滑脂。在这种情况下，要求形成插入件1的材料具有对于润滑剂的良好的化学抗性，即不被润滑剂腐蚀。本发明所使用的复合材料具有这一优势，聚乙烯材料本身具有良好的耐蚀性，所添加的各种纳米添加剂也具有良好的化学惰性，因此，二者根据本发明的方法所形成的复合材料可以兼容并适用各种常见的润滑剂。
另外，为了降低和吸收电梯运行中所产生的振动，可以在插入件上布置用于减震的材料和/或结构。所述振动通常是由于滑动表面不平滑，和/或各导轨上的摩擦作用力不一致等因素所导致。可选地，插入件1的不与导轨2滑动接触的一侧可以布置有弹性材料，例如各种橡胶材料、具有泡沫结构的聚合物等，以起到吸收振动的作用。另外可选地，可以在插入件1和静止结构件4之间布置减震结构件，例如由橡胶材料制成的减震垫、或阻尼弹簧等。借此，导引靴的阻尼性能得以改善，并因此改善电梯的乘坐体验(振动和噪音等)。
电梯导引靴结构还可以包括框架结构3。一方面，框架结构3固定连接至可动结构件4，并且，其能够根据可动结构件4的尺寸、质量和速度来支承可动结构件4的负载。另一方面，框架结构3被构造为配合并安装插入件1。当然，在不使用框架结构3的情况下，插入件1可以直接安装固定至可动结构件4。可选地，如图13所示，框架结构3具有沿其长度方向对称分布的两个腿部，每个腿部上布置有多个用于接收固定螺栓的螺栓孔，从而用于将框架结构3牢固地连接至可动结构件4。在两个腿部的中间设置有朝向导轨2延伸的凸台，在凸台上设置有用于接收插入件1的凹槽。该凹槽的尺寸和形状适于接收和配合插入件1。插入件1和框架结构3可以采用例如压配、螺栓连接、铆接、焊接等其他方式连接到一起。
根据本发明的实施例，通过采用根据本发明的具有纳米添加剂的聚乙烯内衬材料，可以有利地降低滑动导引表面的摩擦系数，这允许节约电梯运行中的能量消耗。例如，假设每个轿厢导轨承受约300N大小的法向作用力，当摩擦系数为0.15时，对于1m/s的轿厢速度而言，每个导引插入件的摩擦损耗功率约30W。以具有四个导引轨道和四个配重的电梯系统为例，则电梯系统的总摩擦损耗功率约0.24kW。在使用具有较低摩擦滑动材料(例如摩擦系数为0.1)的情况下，摩擦损耗功率可以降低至0.16kW。在使用在前文公开的具有纳米添加剂的超高分子量聚乙烯复合材料的情况下，聚乙烯-钢的滑动表面(具有润滑剂)的摩擦系数可以从0.15降低至0.1。
根据本发明的实施例，在插入件内衬层11的聚乙烯基体中添加具有高导热性的纳米添加剂(例如碳纳米管、石墨烯、碳纤维等)可以有利地提高复合材料制品的导热性能。例如，在聚乙烯基体中添加约0.3wt％石墨烯，复合材料整体的热导率可以从原始0.4W/mK提高至2.4W/mK，这是因为分散的石墨烯添加剂形成了导热性良好的散热通路，有助于热量的传导。这一特点在滑动摩擦配置中是有利的。滑动过程会在滑动摩擦表面上产生较多的摩擦热，热量会通过导引轨道和导引插入件向周围环境传导。这一热量会不利地致使聚合物软化，从而加速内衬层的磨损。在使用具有较高热导率的材料的情况下，由于热量被迅速导出，滑动界面的温度可以被保持在较低水平，因此内衬层可以允许更高速度的滑动。换言之，采用本发明的纳米添加的复合材料的电梯导引靴可以承受较大的运行速度，例如可以在超过2.5m/s的速度下运行。
根据本发明的实施例，采用前述的复合材料作为内衬层11，可以有利地允许减小滑动导引靴的尺寸。对于给定的摩擦力大小，滑动表面摩擦系数降低允许其承受更大的法向压强。插入件的长度决定滑动界面上的压强大小。因此，滑动界面上的降低的摩擦系数允许插入件的长度减小，从而有效降低电梯系统的成本。另外，如前文所述，纳米添加剂会增强复合材料的机械强度，因此能够承受因为上述缩短内衬层的尺寸而产生更大的表面压力。
根据本发明的实施例，具有纳米添加剂的聚乙烯基聚合物有利地具有较低的在滑动启动时的静摩擦力。因为电梯轿厢通过绳缆悬挂，更小的静摩擦力允许轿厢更好地响应电梯运动控制系统的加速度和速度变化。
根据本发明的实施例，如图13所示，插入件1由滑动内衬层11和底层12结合而形成。具体来说，采用具有纳米添加剂的超高分子量聚乙烯制成热压板材，这种半成型的板材可以根据导轨的设计需要而切割、弯曲成如图所述的凹槽型预制件。将该预制件放置在注塑模具中，在其一侧模制聚乙烯材料的底层12。如此，可以根据需要设置内衬层11的深度(厚度)。一方面，这可以有利地节约纳米添加剂的使用量，因为纳米添加材料仅被用于可能产生磨损的插入件的体积中。另一方面，底层可12以塑模成合适的结构、形状和尺寸，以获得对负载的有效支承、合适的振动阻尼特性、隔声特性，从而使插入件获得改善的综合性能。替代地，也可以采用粘接、焊接、机械连接等方式将内衬层和底层结合在一起。
根据本发明的另一方面，提供了一种电梯系统，其包括前述的滑动导引靴组件，其具有能够在高速、高负载下运行、安装维修方便、成本低廉、节约能耗等诸多优势。
上文已经详细描述了用于实现本发明的某些最佳实施例和其他实施例，但应理解，这些实施例的作用仅在于举例，而不在于以任何方式限制本发明的范围、适用或构造。本发明的保护范围由所附权利要求及其等同方式限定。本领域技术人员可以在本发明的教导下对前述各实施例作出诸多改变，这些改变均落入本发明的保护范围。

Claims (26)

1.一种滑动摩擦组件，包括，
第一部件，其具有第一表面；
第二部件，其具有第二表面，所述第二表面可滑动地接触所述第一表面，其特征在于，所述第二表面包括聚乙烯和纳米添加剂，所述纳米添加剂包括占聚乙烯和纳米添加剂总重的0.15～0.4wt％的石墨烯纳米片或者占聚乙烯和纳米添加剂总重的9～15wt％的硫化钼。
2.根据权利要求1所述的滑动摩擦组件，其特征在于，所述第一部件由铁合金制成。
3.根据权利要求1或2所述的滑动摩擦组件，其特征在于，所述第二部件包括相互连接的摩擦层和非摩擦层，所述摩擦层可滑动地接触所述第一部件的第一表面。
4.根据权利要求3所述的滑动摩擦组件，其特征在于，所述摩擦层包括聚乙烯和所述纳米添加剂，并且，所述非摩擦层包括聚乙烯。
5.根据权利要求1所述的滑动摩擦组件，其特征在于，聚乙烯的分子量为220～320×104。
6.根据权利要求1所述的滑动摩擦组件，其特征在于，石墨烯纳米片的含量为0.15～0.35wt％。
7.根据权利要求1所述的滑动摩擦组件，其特征在于，石墨烯纳米片的含量为0.2～0.3wt％。
8.根据权利要求1所述的滑动摩擦组件，其特征在于，石墨烯纳米片的含量为0.25～0.35wt％。
9.根据权利要求1所述的滑动摩擦组件，其特征在于，硫化钼的含量为9～12wt％。
10.根据权利要求1所述的滑动摩擦组件，其特征在于，硫化钼的含量为9.5～11wt％。
11.根据权利要求1所述的滑动摩擦组件，其特征在于，硫化钼的含量为10～12.5wt％。
12.一种制备根据权利要求1～11中的任一项所述的滑动摩擦组件的方法，其包括以下步骤：
-提供第一部件；
-提供聚乙烯粉末和纳米添加剂粉末；
-将所述聚乙烯粉末和所述添加剂粉末混合均匀，得到混合粉末；
-采用加热的模具对所述混合粉末进行压力成型，得到第二部件；
-使所述第二部件与所述第一部件相接触并且能够相对于彼此滑动，从而获得所述滑动摩擦组件。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述将所述聚乙烯粉末和所述添加剂粉末混合均匀的步骤包括：
-将所述聚乙烯粉末和所述添加剂粉末分散在溶剂中；
-采用机械搅拌和/或超声波处理的方法使所述聚乙烯和所述添加剂均匀混合；
-使溶剂挥发。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述使溶剂挥发的步骤采用冷冻干燥法。
15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述将所述聚乙烯粉末和所述添加剂粉末混合均匀的步骤包括：通过采用高速气流和/或高速运动的滚子作用在干态的混合粉末上而实现混合。
16.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在所述第二部件的一侧上模制不含纳米添加剂的聚乙烯层，与该侧相反的一侧用于与第一部件可滑动地接触。
17.一种包括如权利要求1～11任一项所述的滑动摩擦组件的电梯导引靴组件，其还包括静止结构件和可动结构件，其特征在于，所述滑动摩擦组件的第一部件被构造为固定连接至所述静止结构件的导轨，所述滑动摩擦组件的第二部件被构造为固定连接至所述可动结构件的插入件，其中，所述导轨插入所述插入件的凹槽中，使得导轨能够相对于插入件滑动。
18.根据权利要求17所述的电梯导引靴组件，其特征在于，导轨由铁合金制成。
19.根据权利要求17或18所述的电梯导引靴组件，其特征在于，该组件还包括框架结构，该框架结构被构造为接收并固定插入件，并且固定连接至可动结构件。
20.根据权利要求17所述的电梯导引靴组件，其特征在于，所述插入件包括内衬层和底层，所述内衬层被构造为滑动地接触所述导轨的至少一个表面，所述内衬层包括聚乙烯和纳米添加剂，所述纳米添加剂选自碳纤维、碳纳米管、石墨烯纳米片、以及硫化钼中的至少一种；所述底层与所述内衬层结合，并且被构造为固定连接至所述可动结构件。
21.根据权利要求20所述的电梯导引靴组件，其特征在于，所述底层包括聚乙烯材料。
22.根据权利要求20所述的电梯导引靴组件，其特征在于，内衬层和底层通过覆盖模制、粘接、焊接、或机械连接方式连接在一起。
23.根据权利要求17所述的电梯导引靴组件，其特征在于，导轨具有沿长度方向延伸的伸出部，插入件具有沿长度方向延伸的凹槽，所述伸出部与所述凹槽形状配合。
24.根据权利要求19所述的电梯导引靴组件，其特征在于，插入件和导引框架之间设置有用于减震的阻尼件。
25.根据权利要求24所述的电梯导引靴组件，其特征在于，所述阻尼件包括橡胶件、泡沫状塑料件、和/或弹簧件。
26.一种电梯系统，其包括根据权利要17～25中任一项所述的电梯导引靴组件。
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