填料对聚四氟乙烯工程塑料改性的影响

本文转载自网络，如有侵权，请联络删除：　　聚四氟乙烯（PTFE）具有化学惰性、耐高温和摩擦系数低等优良性能，使其成为化学、机械等工业为主的简直所有产业部门不可短少的重要材料之一。但PTFE也存在一些缺乏之处，如强度较小、硬度低、磨损率高、在外力作用下有较大的粘弹性变形和导热性差等，限制了PTFE在实际中的应用。为了使它能在要求较高的场所应用，须对PTFE停止适当改性。添加填料就是一种简略有效的办法，在PTFE中参与不同的填料，可使其物理和力学性能明显扭转。本工作在MPV-200型摩擦磨损试验机上试验钻研了MoS2、PbS、石墨、玻璃纤维、收穑日期：2001-07-09；订正日期：2001-0屮06基金项目：教育部科学技术重点赞助项目（99104）碳纤维等填料对PTFE塑料的摩擦磨损性能的影响规律，用洛氏硬度计测定了填料对PTFE硬度的影响。对填料在PTFE中的作用机理停止了剖析和探讨，为材料的构造和性能优化提供实践根底。

　　2试验材料与办法2.1原料目，市售。

　　2.2样品制备将称量好的（质量分数，下同）PTFE粉料和填料充分混合后冷压成型，而后放入加热至370°C±5的模具中，迅速加压至150MPa左右，在此压力下烧结2h，再冷却至< 100°C，取出制品，自然冷却至室温，再制成各种试样。

　　王家序，等：填料对聚四氟乙烯工程塑料改性的影响2.3测试办法摩擦系数和磨损量（差重法）的测定在MPV- 200型摩擦磨损试验机上停止，试验前样品及对偶环外表用丙酮（剖析纯）棉球擦洗洁净；摩擦磨损试验的条件为：速度2.0m/s负荷200N，工夫30min干摩擦；用摆锤式冲击试验机测定冲击禚度；用洛氏硬度计测定硬度。

　　3结果及探讨3.1耐磨性是环块磨损试验时填料比例与磨损量的关系。可见MS2、PbS、石墨、玻璃纤维和碳纤维等填料均可大幅度进步PTFE的耐磨性。当填料比例抵达15%时，可将PTFE的耐磨量降低2个数量级，并且玻璃纤维的减磨成效最佳，而M0S2的减磨成效最差，阐明硬质刚性填料比软质填料的减磨性显著。这是由于适量的无机填料在PTFE基体中充任刚硬撑持点的作用，相似于“物理交联”，阻止了PTFE带状构造的大面积毁坏，使其由纯PTFE的大片状磨损变为复合材料的小磨损，另外，随着PTFE的一直磨损，填料在磨损外表富积，起到了支承负荷的作用，从而进步了材料的耐磨性；填料的刚性越高，“物理交联”作用越强。（15%）后，摩擦外表的石墨光滑膜完全生成，再增加石墨添加量，PTFE摩擦系数遂趋于稳定。PbS填料对PTFE摩擦系数的影响比较特殊，一般状况下使摩擦系数变大，这是因为PbS填料本身的摩擦系数和刚性较大；但有时反而使摩擦系数降低，这是由于在摩擦过程中局部摩擦热使得摩擦外表的温度升高很多，以至PTFE和PbS发作化学反馈，在摩擦外表造成了化合物光滑膜的缘故。二硫化钼对PTFE摩擦系数的影响比较小，仅使摩擦系数稍有增大，这是因为M0S2虽是优良的固体光滑剂，但本身摩擦系数较PTFE大，因而使得PTFE的摩擦系数稍有增大。

　　填料、含量与耐磨性的关系3.2摩擦系数是环块试验时不同填料和不同含量与摩擦系数之间的关系。可见添加玻璃纤维和碳纤维对摩擦系数影响较大，使摩擦系数增大，这是因为磨损外表富积的玻璃纤维和碳纤维在正压力的作用下不能被从新嵌入PTFE基体中，又不具备自光滑作用的缘故。石墨使PTFE的摩擦系数变小，这是因为石墨是优良的固体光滑剂，摩擦系数很低，同时能在PTFE摩擦外表产生富积，造成光滑膜因而降低了PTFE的摩擦系数，但当石墨抵达一定的添加量3.3冲击韧度可见，PTFE冲击禚度随着填料比例的增加而变迁。MoS2、石墨等软性填料含量较低10%）时能进步PTFE的冲击禚度，这是由于适量的软性填料使PTFE复合材料的禚性增大；填料含量较高时反而使PTFE冲击禚度下降，是由于这些填料和PTFE基体的相容性差，过多的填料在PTFE基体中反而成了应力集中点，招致冲击禚度下降；碳纤维、玻璃纤维和PbS对PTFE冲击禚度的影响较大，使冲击禚度迅速降低，是由于这些填料本身的脆性大而引起的；因而在添加填料改进PTFE的摩擦磨损性能和进步外表硬度时，填料比例不宜过大，否则冲击禚度就会变得很低。

　　3.4外表硬度可见，填料对PTFE硬度的影响因填料品种和含量而异。碳纤维、玻璃纤维、PbS等刚性填料使PTFE硬度增大；石墨、二硫化钼等软性填料使PTFE硬度降低。联合、4可知：硬质填料不只增大了PTFE的外表硬度，而且进步了PTFE的抗磨损才干。同样，石墨也明显进步PTFE抗磨性和王家序，等：填料对聚四氟乙烯工程塑料改性的影响填料含量VV，%填料、含量与冲击韧度的关系填料、含量与洛氏硬度的关系降低摩擦系数，并使冲击韧度增大，当石墨含量较低时，对外表硬度的影响也较小。我们制备了PTFE三元复合材料（85%丁卩瓦+10%石墨+ 5%玻璃纤维）并对其物理力学性能停止了测定，其结果见表1.由表可知，石墨和适量的硬质填料协同作用，对PTFE的改性具有比较理想的成效。

　　4结论料均可大幅度进步PTFE的耐磨性。可将PTFE的磨损量降低2个数量级，并且玻璃纤维的减磨效表1几种填充PTFE的物理力学性能材料摩擦系数磨损量外表硬度/冲击韧度10%石墨PTFE+5%玻璃纤维PTFE三元材料果最佳，而MoS2的减磨成效最差。

　　大；M0S2、石墨使PTFE硬度降低。

　　元复合材料，其综合性能较好。