纤维改性聚四氟乙烯密封材料的试验研究

 　　为了克服聚四氟乙烯 (PTFE)抗蠕变性差、易冷流、回弹性差、承载能力低、线膨胀系数大、在高温260℃下易软化等这些缺点，开发具有广泛适用性的新型 PTFE 密封材料，国内外研究者一般采用填料填充的方法对PTFE进行改性。本文以碳纤粉、短玻纤为主要增强纤维，采用冷压成型和自由烧结工艺制备改性聚四氟乙烯密封复合材料，分析了增强纤维含量以及不同纤维表面处理工艺对材料抗拉强度和压缩回弹、应力松弛等密封性能的影响。
　　一、试验制备和方法
　　(一) 制备工艺图和工艺流程
　　试验材料如表1所示：
　　
　　制备工艺图如图1所示：
　　
　　首先，碳纤、玻纤填充改性PTFE的制备工艺流程如图1所示 。主要工艺过程为:
　　1.混合拌料：将改性后 的碳纤粉、短玻纤加入高速搅拌机，再加入PTFE ，搅拌10~15min ，搅拌后的混合物料过60目筛。
　　2.模压成型：将适量混合料置于密封垫片模 具中，在液压机上以20MPa的压力保压10min成型，升压过程中放气 2次，得到厚度为 2～3 mm的改性聚四氟乙烯垫片坯料 。
　　3.高温烧结：将坯料置于 PTFE 材料专用烧结炉中，以100℃/h的速度升温至330℃，保温1.5h，再以37℃/h的速率缓慢加热到385℃保温3h，然后以35℃/h的速率从385℃降温至315℃，保温1.5h，最后以55℃/h的速率从 315℃降温到260℃后随炉冷却。
　　4.表面处理工艺：相对于碳纤粉,短玻纤的表面处理工艺较为成熟和简单，因此主要研究碳纤粉的不同处理工艺对材料性能的影响。表2所示为碳纤粉的各种表面处理方法。