填充改性聚四氟乙烯的力学性能研究进展(5)

王海宝等人对纳米A12O3改性PTFE的研究结果表明：纳米A12O3粒子的加入提高了复合材料的拉伸强度和硬度，但降低了摩擦系数和断裂伸长率。随纳米A12O3用量的增加，PTFE复合材料的拉伸强度增加，而断裂伸长率则减小。

董高峰等人的研究表明，复合材料拉伸强度和断裂伸长率随SiO2 (10-30nm)、TiO2 (15-30nm)和ZrO2 (20-25nm)含量的升高而降低；断裂伸长率随氧化硅含量的升高而急剧下降，导致材料由塑性转化为脆性；拉伸强度和断裂伸长率随氧化铝(20～30nm)含量的升高呈波动变化，当氧化铝质量分数为10%时，材料的拉伸强度和断裂伸长率最大。

张艳诚对纳米粒子SiO2、TiO2、A12O3、ZrO2填充PTFE的力学性能也进行了研究。PTFE复合材料的拉伸强度和断裂延伸率随纳米粒子用量的增大而减小，硬度升高，这符合填充改性的一般规律；但纳米粒子使PTFE复合材料的拉伸强度下降的程度比其他粗晶填料的影响要小，其中纳米A12O3、ZrO2使复合材料拉伸强度和断裂延伸率随用量增加而下降的速率比填充纳米SiO2、TiO2的要小，这是因为纳米SiO2、TiO2的比表面积较大，表面能高，粒子之间的吸附力较强，容易聚集成粒子团。

赵正平等人的研究表明，纳米CaCO3显著提高了复合材料的弹性模量、断裂伸长率、冲击强度和硬度，其中断裂伸长率最高可达800%，冲击强度亦可提高到纯PTFE的233%，但复合材料的拉伸强度有所降低。随着CaCO3含量的增加，弹性模量、断裂伸长率、冲击强度和硬度呈先增加后减小的趋势。在CaCO3填充量较少的情况下，经钛酸酯复合偶联剂表面改性纳米CaCO3复合材料的综合物理机械性能要优于未改性CaCO3复合材料。

纳米粒子是在非平衡、苛刻条件下制得的，其表面原子处于高度活化状态，表面能很高；因此，纳米粒子间的吸附作用很强，容易聚集，难以在聚合物基体中均匀分散。实际应用中，常用偶联剂对填料颗粒进行表面处理，增加粒子间的排斥力位能，促使粒子均匀、稳定的分散。