填料對聚四氟乙烯工程塑料改性的影響
2試驗材料與辦法2.1原料目,市售。
2.2樣品制備將稱量好的(質量分數,下同)PTFE粉料和填料充分混合后冷壓成型,而后放入加熱至370°C±5的模具中,迅速加壓至150MPa左右,在此壓力下燒結2h,再冷卻至< 100°C,取出制品,自然冷卻至室溫,再制成各種試樣。
王家序,等:填料對聚四氟乙烯工程塑料改性的影響2.3測試辦法摩擦系數和磨損量(差重法)的測定在MPV- 200型摩擦磨損試驗機上停止,試驗前樣品及對偶環外表用丙酮(剖析純)棉球擦洗潔凈;摩擦磨損試驗的條件為:速度2.0m/s負荷200N,工夫30min干摩擦;用擺錘式沖擊試驗機測定沖擊禚度;用洛氏硬度計測定硬度。
3結果及探討3.1耐磨性是環塊磨損試驗時填料比例與磨損量的關系。可見MS2、PbS、石墨、玻璃纖維和碳纖維等填料均可大幅度進步PTFE的耐磨性。當填料比例抵達15%時,可將PTFE的耐磨量降低2個數量級,并且玻璃纖維的減磨成效最佳,而M0S2的減磨成效最差,闡明硬質剛性填料比軟質填料的減磨性顯著。這是由于適量的無機填料在PTFE基體中充任剛硬撐持點的作用,相似于“物理交聯”,阻止了PTFE帶狀構造的大面積毀壞,使其由純PTFE的大片狀磨損變為復合材料的小磨損,另外,隨著PTFE的一直磨損,填料在磨損外表富積,起到了支承負荷的作用,從而進步了材料的耐磨性;填料的剛性越高,“物理交聯”作用越強。(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摩擦系數遂趨于穩定。PbS填料對PTFE摩擦系數的影響比較特殊,一般狀況下使摩擦系數變大,這是因為PbS填料本身的摩擦系數和剛性較大;但有時反而使摩擦系數降低,這是由于在摩擦過程中局部摩擦熱使得摩擦外表的溫度升高很多,以至PTFE和PbS發作化學反饋,在摩擦外表造成了化合物光滑膜的緣故。二硫化鉬對PTFE摩擦系數的影響比較小,僅使摩擦系數稍有增大,這是因為M0S2雖是優良的固體光滑劑,但本身摩擦系數較PTFE大,因而使得PTFE的摩擦系數稍有增大。
填料、含量與耐磨性的關系3.2摩擦系數是環塊試驗時不同填料和不同含量與摩擦系數之間的關系。可見添加玻璃纖維和碳纖維對摩擦系數影響較大,使摩擦系數增大,這是因為磨損外表富積的玻璃纖維和碳纖維在正壓力的作用下不能被從新嵌入PTFE基體中,又不具備自光滑作用的緣故。石墨使PTFE的摩擦系數變小,這是因為石墨是優良的固體光滑劑,摩擦系數很低,同時能在PTFE摩擦外表產生富積,造成光滑膜因而降低了PTFE的摩擦系數,但當石墨抵達一定的添加量3.3沖擊韌度可見,PTFE沖擊禚度隨著填料比例的增加而變遷。MoS2、石墨等軟性填料含量較低10%)時能進步PTFE的沖擊禚度,這是由于適量的軟性填料使PTFE復合材料的禚性增大;填料含量較高時反而使PTFE沖擊禚度下降,是由于這些填料和PTFE基體的相容性差,過多的填料在PTFE基體中反而成了應力集中點,招致沖擊禚度下降;碳纖維、玻璃纖維和PbS對PTFE沖擊禚度的影響較大,使沖擊禚度迅速降低,是由于這些填料本身的脆性大而引起的;因而在添加填料改進PTFE的摩擦磨損性能和進步外表硬度時,填料比例不宜過大,否則沖擊禚度就會變得很低。
3.4外表硬度可見,填料對PTFE硬度的影響因填料品種和含量而異。碳纖維、玻璃纖維、PbS等剛性填料使PTFE硬度增大;石墨、二硫化鉬等軟性填料使PTFE硬度降低。聯合、4可知:硬質填料不只增大了PTFE的外表硬度,而且進步了PTFE的抗磨損才干。同樣,石墨也明顯進步PTFE抗磨性和王家序,等:填料對聚四氟乙烯工程塑料改性的影響填料含量VV,%填料、含量與沖擊韌度的關系填料、含量與洛氏硬度的關系降低摩擦系數,并使沖擊韌度增大,當石墨含量較低時,對外表硬度的影響也較小。我們制備了PTFE三元復合材料(85%丁卩瓦+10%石墨+ 5%玻璃纖維)并對其物理力學性能停止了測定,其結果見表1.由表可知,石墨和適量的硬質填料協同作用,對PTFE的改性具有比較理想的成效。
4結論料均可大幅度進步PTFE的耐磨性。可將PTFE的磨損量降低2個數量級,并且玻璃纖維的減磨效表1幾種填充PTFE的物理力學性能材料摩擦系數磨損量外表硬度/沖擊韌度10%石墨PTFE+5%玻璃纖維PTFE三元材料果最佳,而MoS2的減磨成效最差。
大;M0S2、石墨使PTFE硬度降低。
元復合材料,其綜合性能較好。