填充改性聚四氟乙烯的力学性能研究进展(3)
GF具有很高的强度和刚度及良好的导热性,可改善PTFE复合材料的力学性能;但GF与PTFE基体之间的亲和性较差,增强相与基体材料难于形成有效黏结,而导致界面结合强度较低。使用偶联.剂对GF表面进行处理,在一定程度上能够改善GF.与基体之间的润湿性。薛玉君等人的研究表明,随着GF的加入,材料的拉伸性能降低。但稀土元素(RE)能够改善GF与PTFE之间的亲和性,有效地提高二者之间的界面结合力,从而提高了复合材料的拉伸性能。在稀土元素质量分数为0.3%时,材料拉伸性能最好,拉伸强度和断裂伸长率分别提高了30%和50%。
胡福田等人制备了GF布增强PTFE复合材料(GF布浸渍PTFE分散液)。GF布经6032芳香族氨基硅烷偶联剂处理后,PTFE/GF布(质量分数40%)的拉伸强度从32MPa上升至52MPa;在此基础上,改变烧结工艺,将高温烧结改为低温长时间烧结,拉伸性能进一步提高至83MPa。过高或过低的玻璃布含量都会不利于基体树脂与增强材料之间界面的形成,只有当玻璃布质量分数为40%时,基体树脂与增强材料之间界面结合性能最好。
韩崇科等人在反复试验的基础上,从不同种类、粒度的SiO2粉与PTFE的筛选,确定了PTFE与SiO2的最佳质量比为85:15。采用高速混合技术进行混料,解决了常规混料时树脂易结块的实际问题,混出的粉料不仅均匀性好,同时使材料粉体进一步细化,所制备复合材料的拉伸强度与常规于法混合制备的复合材料相比提高近3 0%,可达26.5MPa。
2.2 金属及金属氧化物
金属具有力学强度高、线膨胀系数小、导热性能好及密度高等优点。为改善PTFE的机械性能、导热性和尺寸稳定性,研究者们开发了金属及金属氧化物填充PTFE复合材料。此类填料主要有Cu、Pb、Ni、A12O3、ZnO、CdO及CuO等。
何春霞等人研究了填料用量及载荷对粉状A12O3纤维填充PTFE摩擦磨损性能的影响,并分析了磨损表面形貌及磨损机理。结果表明:A12O3纤维填料可提高PTFE的硬度,从而可提高PTFE的耐磨性;但复合材料中A12O3用量较高时会导致磨粒磨损,且A12O3用量越高磨粒磨损越严重;当A12O3的质量分数为20%左右时,PTFE复合材料的耐磨性最佳。