改性PTFE复合材料之无机填料

      用于填充PTFE的常用无机填料主要有纤维类如玻璃纤维(GF)、碳纤维(CF)，陶瓷颗粒如碳化硅(SiC)、二氧化硅(SiO2)、石墨、二硫化钼(MoS2)、硫化铅(PbS)和硫酸钡(BaSO4)等。 
      CF拉伸强度超过3GPa，弹性模量不低于220GPa，CF的加入可明显改善PTFE复合材料物理性能、力学性能和耐摩擦性能。师延龄等人的研究表明，随着CF填充量增加，复合材料拉伸强度、伸长率下降，但硬度、抗压强度增大，摩擦系数略有减小；添加CF并用石墨填充PTFE复合材料的强度、伸长率有同样的趋势。 
      孙春峰等人通过冷压成型和烧结固化工艺，制备了不同配方下短切CF和GF增强PTFE的试样，并对其机械性能和微观结构进行了研究。随着CF质量分数的增加，CF增强PTFE的冲击性能有所下降，而拉伸强度和硬度则呈递增趋势；CF与PTFE在焦磷酸型钛酸酯偶联剂作用下能很好地相容，在CF质量分数为30％时，偶联剂的加入s~DI了树脂和CF的界面结合强度，可使材料拉伸强度从25MPa提高到50 MPa以上，同时明显提高了复合材料的冲击性能和耐磨损性能。 
      王家序等人的研究表明，石墨和适量硬质填料的协同作用对PTFE的改性效果较理想，既增大了PTFE的表面硬度，又提高了材料耐冲击强度。CF、GF、PbS等刚性填料使PTFE硬度增大，冲击韧性降低；石墨、二硫化钼等软性填料使PTFE硬度降低，冲击韧性提高。PTFE、石墨、GF的质量分数分别为85％、10％和5％的三元复合材料，综合性能较好。 
      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之问的亲和性，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％ 。