纳米Al2O3填充PTFE复合材料的制备及性能研究

通过机械搅拌和超声分散制备了纳米Al2O3填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料。研究了Al2O3用量、表面改性等因素对复合材料密度、硬度、力学性能、摩擦磨损等性能的影响。结果表明:当改性Al2O3的质量分数小于5%时,复合材料的拉伸强度、硬度要高于相同用量未改性Al2O3填充的复合材料;对改性Al2O3,当其质量分数为1%和9%时,复合材料的磨耗量较纯PTFE分别下降了55倍和286倍,而对未改性Al2O3,当其质量分数为1%和9%时,复合材料的磨耗量较纯PTFE分别下降了7倍和420倍;复合材料的密度与Al2O3的用量,表面是否经KH560改性关系不大;复合材料的摩擦因数随Al2O3用量的增加先减小后增大,对未改性Al2O3,当其质量分数为1%时,复合材料具有最低摩擦因数,而对于改性Al2O3,当其质量分数为3%时,复合材料具有最低摩擦因数。     

偶联剂对 PA6/h-BN 复合材料导热性能的影响及复合材料制备工艺优化

以硅烷偶联剂(KH550)与钛酸酯偶联剂(TM-P)改性氮化硼(h-BN)为导热填料,聚酰胺6(PA6)为基体,通过熔融共混法制备了导热绝缘复合材料。并通过正交实验研究了h-BN粒径、偶联剂用量和h-BN填充量对复合材料导热性能的综合影响。结果表明,在h-BN体积分数为20%,KH550、TM-P最佳用量分别为2.5%、1%(偶联剂与h-BN质量比)时,TM-P对复合材料热导率的提升效果优于KH550;复合材料的热导率提升率随h-BN添加量的增加呈先增加,然后不变,再减小的趋势;复合材料的屈服强度随h-BN填充量的增加而减小,KH550对复合材料力学性能的改善优于TM-P;TM-P用量为1%,h-BN体积分数为25%,h-BN粒径为10~15μm时复合材料的热导率为2.446 W/(m·K)。     

硅烷偶联剂对高密度聚乙烯/甜高粱渣复合材料性能的增强机制

采用硅烷偶联剂KH550改性处理甜高粱渣(SSS),制备高密度聚乙烯/改性甜高粱渣(HDPE/SSS)复合材料。研究KH550质量分数对SSS表面官能团及微观形貌的影响,并对HDPE/SSS复合材料的微观形貌、静态力学性能、蠕变行为、应力松弛行为及表面亲/疏水性进行系统的探究。结果表明:随着KH550质量分数的增加,复合材料的静态力学强度(拉伸、弯曲和冲击)均呈现先上升后下降的趋势;KH550有效提高复合材料的热稳定性、抗蠕变性能和抗应力松弛性能;复合材料的表面疏水性随KH550用量的增加而增强。当KH550质量分数为3%时,复合材料的界面结合情况较好,其静态力学强度、抗蠕变性能和抗应力松弛最佳。     

PTFE-纳米粒子复合材料的制备及性能研究

使用硅烷偶联剂KH560对纳米Si3N4和Al2O3进行了改性,随后将其分别填充到PTFE树脂中制备了PTFE-纳米粒子复合材料,研究了不同KH560含量对复合材料密度、硬度,力学性能及摩擦磨损性能的影响。结果表明,纳米Si3N4经质量分数6%的KH560改性后,填充制备的PTFE复合材料其拉伸强度、断裂伸长率与未经改性纳米Si3N4填充复合材料相比,磨耗量高、硬度低,但密度、摩擦系数等相差不大;纳米Al2O3分别经质量分数4%的KH560改性后,对应复合材料的拉伸强度和断裂伸长率大于未改性纳米Al2O3填充复合材料,但密度、硬度、磨耗量及摩擦系数等相差不大。     

玄武岩纤维增强高密度聚乙烯复合材料的制备与性能研究

以高密度聚乙烯(HDPE)为基体、玄武岩纤维(BF)为增强材料,通过熔融共混、注塑成型制备了HDPE/BF复合材料,对比研究了未改性和硅烷偶联剂KH550改性对复合材料性能的影响,探究了不同BF含量对复合材料的热稳定性、导热性、加工流动性和力学性能的影响。结果表明：改性BF表面存在KH550分子,含改性BF的复合材料的各项性能均优于含未改性BF的复合材料;含10 wt%改性BF的复合材料使其流动速率提高了约65%,改性BF使HDPE的熔融温度最大提高了约3℃,但大幅降低了HDPE的结晶性能;含30 wt%改性BF的复合材料导热系数为0.364 2 w/mK,比纯HDPE提高了17%。改性BF可以有效提高复合材料的力学性,尤其是15%含量时缺口冲击强度提升了65%。未改性BF对HDPE性能也有提高,但提升幅度均低于改性BF。     

界面偶联剂KH550在氧化石墨烯/白炭黑纳米杂化填料中的应用研究

白炭黑用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(偶联剂KH550)进行液相改性,再与氧化石墨烯(GO)悬浮液机械混合,混合液通过喷雾干燥法制备偶联剂KH550改性的GO/白炭黑纳米杂化填料(GO@SiO_2),考察偶联剂KH550用量对溶聚丁苯橡胶(SSBR)/顺丁橡胶(BR)/GO@SiO_2复合材料性能的影响。结果表明:当偶联剂KH550相对于白炭黑质量比为7%和10%时,GO@SiO_2的热稳定性较好;偶联剂KH550能显著提高SSBR/BR/GO@SiO_2复合材料的交联密度、填料分散性、耐磨性能并降低生热;当偶联剂KH550相对于白炭黑质量比为5%时,复合材料的交联密度最大,综合物理性能最好;当偶联剂KH550相对于白炭黑质量比为10%时,复合材料的耐磨性能最好且生热最低。     

尼龙66/煤系高岭土复合材料的制备及性能研究

采用熔融共混法制备了尼龙66/煤系高岭土复合材料,研究了不同高岭土表面处理法和偶联剂用量对复合材料力学性能、颜色和流变性能的影响。结果表明,用不同偶联剂对高岭土进行表面改性处理,均可提高复合材料的冲击韧性,且以KH–550偶联剂质量分数为1.5%时复合材料综合力学性能最佳。随着偶联剂KH–550用量增加,复合材料的颜色由黄黑逐渐变亮白,熔体流动速率(MFR)增大,当KH–550质量分数为1.5%时,复合材料的MFR为14.6 g/10 min,具有很好的流变性能。     

全氟聚醚改性超高相对分子质量聚乙烯复合材料的性能研究

通过添加全氟聚醚（PFPE）对超高相对分子质量聚乙烯（PE-UHMW）进行改性,研究了PFPE含量对PE-UHMW复合材料力学性能及摩擦磨损性能的影响,采用热重分析仪和差示扫描量热仪分析了复合材料的热性能,同时利用扫描电子显微镜观察了复合材料磨损表面形貌。结果表明,当PFPE添加量为3 %（质量分数,下同）时,改性复合材料的摩擦因数、体积磨损相对未改性的分别降低20.8 %、59.4 %,摩擦磨损性能改善显著;改性后的复合材料其力学性能和热性能略有提升;未改性复合材料磨损机理主要表现为黏着磨损和塑性变形,改性复合材料则表现为疲劳磨损,伴有轻微的塑性变形。     

硫酸钙晶须改性聚四氟乙烯的摩擦磨损性能研究

以硫酸钙晶须(CSW)作为填料填充改性聚四氟乙烯(PTFE),采用模压成型烧结工艺制备了不同CSW含量的PTFE复合材料;利用摩擦磨损试验机研究了偶联剂改性CSW和未改性CSW对PTFE复合材料摩擦学性能的影响,并利用扫描电子显微镜(SEM)对PTFE复合材料的磨损表面进行了微观分析。结果表明:随着CSW用量的增加,PTFE复合材料的硬度和摩擦因数逐渐增大,磨损量先减小而后增大;相对于未改性CSW,偶联剂改性CSW填充PTFE复合材料具有较低的摩擦因数和较高的耐磨损性能。     

耐磨损滑石填充PTFE复合材料的制备及性能研究

以滑石粉为填料制备滑石粉/聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,研究了滑石粉用量对复合材料密度、硬度、摩擦磨损及热力学性能影响。结果表明,当滑石粉质量分数从0%增加到20%时,复合材料的硬度、密度逐渐增加;滑石粉能显著增加复合材料耐磨性能。当滑石粉质量分数为20%时,复合材料磨耗量仅相当于纯PTFE的1/2 000(磨损条件为200 N,2 h,200 r/min);复合材料的结晶度随滑石粉填充量的增加先下降后升高,当滑石粉质量分数为20%时,复合材料的结晶度为三者中最高,比纯PTFE提高了17%。     

热致性液晶聚合物/酚醛树脂/氧化石墨烯混杂复合材料的性能研究

采用熔融挤出法将热致性液晶聚合物(TLCP)与酚醛树脂(PF)熔融挤出,分别加入改良Hummers法制备的氧化石墨烯(GO)、硅烷偶联剂改性GO(KH550 GO、KH560 GO),制备了TLCP/PF/GO混杂复合材料,研究了加入GO对TLCP/PF/GO混杂复合材料的力学性能、摩擦磨损性能的影响。结果表明,硅烷偶联剂处理的GO能一定程度提高复合材料的摩擦磨损性能和力学性能,特别是TLCP/PF/KH560 GO混杂复合材料的摩擦因数稳定,在150 ℃和250 ℃下的体积磨损率分别降低了20.6 %和23.1 %,材料的冲击强度提高了18.6 %。     

SBA-15/UP原位复合材料摩擦性能的研究

采用KH570对介孔二氧化硅SBA-15进行表面处理,通过原位聚合方法合成SBA-15/不饱和聚酯(UP)复合树脂,后再通过共混、辊炼、模压成型制备了SBA-15/UP复合材料。研究了加入SBA-15对SBA-15/UP复合材料的摩擦磨损性能、硬度、动态力学性能的影响,通过扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的磨损表面形貌进行观察。结果表明,经改性后的SBA-15加入使复合材料的体积磨损率降低了26%,玻璃化温度提高了16℃。     

玄武岩纤维增强高密度聚乙烯的力学性能

玄武岩纤维(BF)未经改性处理和经硅烷偶联剂(KH–550和KH–570)进行处理后,添加到高密度聚乙烯(PE–HD)基体树脂中,增强PE–HD的力学性能,用傅立叶变换红外光谱和扫描电子显微镜对硅烷偶联剂处理的BF进行表征,同时,用SEM观察BF增强PE–HD复合材料的拉伸断面。结果表明,随着未经改性处理BF添加量增加,PE–HD复合材料的拉伸强度、弯曲强度逐渐提高,当添加量达到30%时,拉伸强度达到45.5 MPa,提升79.1%;弯曲强度达到41.3 MPa,提升118.9%。经KH–550和KH–570处理的BF添加量达到20%时,PE–HD复合材料的拉伸强度均达到45 MPa以上,其后随着BF添加量继续增加,拉伸强度变化不大,而弯曲强度随BF添加量的增加逐渐增大。当BF添加量达到30%时,BF改性与否对PE–HD复合材料的力学性能的影响不大。当改性BF添加量为5%~15%时,KH–550改性的PE–HD复合材料的力学性能较KH–570改性的高;当改性BF添加量为20%,25%时,KH–570改性的PE–HD复合材料的力学性能较KH–550改性的高。     

Effect of nano fillers on the properties of polytetrafluoroethylene composites: Experimental and theoretical simulations

Polytetrafluoroethylene (PTFE) has excellent corrosion resistance and a low coefficient of friction; however, its high wear rate and low hardness severely limit its use. In the work, nano particles were used as fillers for PTFE. The composites were prepared by the homogeneous mixing of PTFE and other fillers and sintered at high temperatures. The work aimed to investigate the effect of various nano fillers (nanocarbon powders, graphene, fullerene, nano graphite powders, and nano copper powders) on the mechanical, thermal, and frictional properties of composites. The results of the experiments showed that the addition of graphene could improve the stress and strain values of the composites, and all the nano fillers could improve the thermal conductivity of the PTFE composites. The friction experiments showed that fullerenes could significantly improve the wear resistance of PTFE composites. In the theoretical simulation, the thermal conductivity of PTFE composites was predicted using ANSYS software, with the changes in the temperature and friction force in the friction process. The theoretical simulation results matched with the experimental values, which proved the accuracy of the theoretical simulations.     

玻璃纤维及石墨增强聚四氟乙烯复合材料摩擦磨损性能的研究

用机械混合、冷压成型和烧结的方法制备了不同质量分数(5%~30%)的玻纤和石墨填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料制品。用M-2000型磨损试验机评价了不同样品在干摩擦下的磨损性能,揭示了填料玻纤和石墨对PTFE复合材料磨损性能的影响,并对磨损机理进行了探讨。用扫描电镜(SEM)对试样磨损形貌进行观察。结果表明:对玻纤进行改性能极大地提高PTFE复合材料的耐磨性能,同时可提高复合材料硬度;玻纤和石墨协同作用,对改善PTFE摩擦磨损性能有比较显著的效果;20%玻纤 10%石墨填充PTFE复合材料有着较好的摩擦磨损性能。     

PTFE改性玻纤增强MPPO材料力学性能及耐摩擦磨损性能的研究

采用直径为3.0μm的短玻纤(GF)(GF质量分数为20％)增强改性聚苯醚(MPPO),将其与粒径为5～7 μm的聚四氟乙烯(PTFE)微粉和甲基苯基硅油构成摩擦因数较低的耐磨体系.通过熔融共混法制备PTFE改性GF增强MPPO材料(简称MPPO/20％GF复合材料).对MPPO/20％GF复合材料的力学性能、热变形温...     

玻璃纤维填充改性PTFE复合材料的摩擦磨损性能

为改善聚四氟乙烯(PTFE)高磨耗的缺点,通过冷压烧结成型工艺制备了玻璃纤维(GF)填充改性PTFE复合材料,探究了不同GF添加比例的PTFE/GF复合材料在不同转速下的摩擦磨损情况。采用三维视频显微镜观察了样品的表面磨痕深度,并借助扫描电子显微镜观察摩擦表面形貌同时分析磨损机理。结果表明,填充GF后的PTFE复合材料其摩擦系数虽有一定程度的升高,但其体积磨损率却大幅降低。当GF质量分数为20%时,复合材料的体积磨损率降到最低,并在转速为80 r/min时较纯PTFE降低了93.56%。观察分析微观形貌发现,随着GF含量的增大,复合材料的磨损机理逐渐由纯PTFE的犁耕磨损和粘着磨损向磨粒磨损转变,当GF含量为25%时,出现轻微的疲劳磨损。     

环氧树脂/氧化锌晶须/氮化硼导热绝缘复合材料的研究

以环氧树(脂EP)为基体,分别以氧化锌晶(须ZnOw)和ZnOw/氮化硼(BN)混合物为导热填料,制备了EP导热绝缘复合材料。研究了填料含量对复合材料导热性能、电绝缘性能及力学性能的影响,并利用扫描电镜对复合材料的断面形貌进行了观察。结果表明:随着导热填料含量的增大,复合材料的导热系数和介电常数增大,体积电阻率下降,而拉伸强度呈先增大后减小的趋势;在填料含量相同的情况下,EP/ZnOw/BN复合材料比EP/ZnOw复合材料具有更好的导热性能;当填料体积分数为15%时,EP/ZnOw/BN复合材料的热导率为1.06W/(mK)而,EP/ZnOw复合材料的热导率仅为0.98W/(mK)。     

聚四氟乙烯/纳米氮化钛复合材料的摩擦磨损性能研究

利用摩擦磨损试验机考察了填料含量及载荷对纳米氮化钛(TiN)填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料摩擦磨损性能的影响,采用扫描电子显微镜观察分析磨损表面形貌,探讨了磨损机理。结果表明,纳米TiN可以提高PTFE的硬度和耐磨性,当纳米TiN质量分数为7%时,PTFE纳米TiN复合材料的磨损量最小;随载荷的增大,PTFE/TiN复合材料的磨损量增加。PTFE纳米TiN复合材料的摩擦因数比纯PTFE小。     

玉米秸秆增强废胶粉复合材料的制备及界面改性

采用共混法制备了玉米秸秆/废胶粉复合材料,并以4种不同偶联剂(硅烷偶联剂KH 550、KH 590、Si 69和钛酸酯偶联剂HY 101)分别对复合材料进行界面改性,探讨了玉米秸秆的增强及偶联剂改性对复合材料力学性能、界面形貌和组成结构及热稳定性的影响.结果表明,玉米秸秆的加入可有效提高复合材料的力学性能.偶联剂改性处...