针状硅灰石填充PTFE密封材料的性能

以针状的硅灰石为填料,采用冷压烧结工艺制备了不同填料含量的聚四氟乙烯(PTFE)密封材料,考察了PTFE的拉伸、结晶、蠕变及摩擦性能,并借助扫描电子显微镜(SEM)、三维白光干涉表面形貌仪对样品的微观形貌进行了分析。结果表明:硅灰石的加入使得PTFE的结晶度和熔点有轻微的上升;随着硅灰石含量的增加,PTFE的拉伸强度和断裂伸长率逐渐下降,但抗蠕变性能显著提升;在摩擦过程中,硅灰石在磨痕界面区域堆积,有效承担了摩擦载荷,使得PTFE的体积磨损率降低了约两个数量级,但同时硅灰石也使磨痕的表面粗糙度明显变大,摩擦系数也因此增大。当硅灰石质量分数为15%时,PTFE的拉伸强度为48MPa,断裂伸长率为275%,蠕变量比纯PTFE降低约50%,耐磨性比纯PTFE提高两个数量级,且摩擦系数低至0.24,综合性能较好。     

针状硅灰石对阻燃HIPS材料性能和形态的影响

通过在阻燃高抗冲聚苯乙烯(HIPS)材料中加入不同用量的针状硅灰石的试验研究,发现一定用量的硅灰石可提高阻燃HIPS材料的断裂伸长率、弯曲弹性模量、耐热性和加工性能,而对阻燃HIPS材料的拉伸强度、冲击韧性和阻燃性能基本上无影响。扫描电子显微镜观察显示,硅灰石以一定长度的针状细条嵌入HIPS基体中,起到部分玻璃纤维的改性作用,阻燃HIPS材料的冲击断面仍为韧性断裂。     

等规聚丙烯/针状硅灰石复合材料性能的研究

将针状硅灰石、马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)和等规聚丙烯(iPP)经双螺杆挤出机熔融共混,制备了iPP/硅灰石复合材料。研究了共混工艺条件、PP-g-MAH和硅灰石用量对iPP/硅灰石复合材料力学性能和熔体质量流动速率的影响;用光学显微镜和扫描电子显微镜分别观察了硅灰石共混前后的形貌和iPP/硅灰石复合材料冲击试样断面的形貌。实验结果表明:硅灰石采用侧喂料和较低的螺杆转速,可以提高iPP/硅灰石复合材料力学性能。随着硅灰石质量分数的增加,复合材料的力学性能提高。在PP-g-MAH质量分数为1%,硅灰石质量分数为30%时,iPP/硅灰石复合材料力学性能最好。     

尼龙66/针状硅灰石复合材料的制备和性能研究

以针状硅灰石为填料,用双螺杆挤出机共混制备尼龙(PA)66/硅灰石复合材料,研究了硅灰石含量、处理方法和加工工艺对复合材料性能的影响,并观察了硅灰石共混前后和PA66/硅灰石复合材料冲击试样断面的形貌。结果表明,硅灰石用KH–560预处理时比用KH–550预处理所制备的PA66/硅灰石复合材料的力学性能好。硅灰石以侧喂料方式加入并采用较低的螺杆转速时,可使复合材料具有较高的力学性能。随着硅灰石含量的增加,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度都大幅提高。经过1%KH560预处理的硅灰石质量分数在30%时,PA66/硅灰石复合材料的力学性能最好。     

针状硅灰石/尼龙6复合材料的制备和性能研究

将针状硅灰石和尼龙6经双螺杆挤出机熔融共混,制备了硅灰石/尼龙6复合材料。研究了硅烷偶联剂种类、偶联剂质量分数、共混工艺条件和硅灰石质量分数对复合材料性能的影响。用光学显微镜和扫描电子显微镜分别观察了硅灰石共混前后的形貌和硅灰石/尼龙6复合材料冲击试样断面的形貌。结果表明:用KH-550预处理的硅灰石比KH-560预处理的硅灰石制备的硅灰石/尼龙6复合材料的力学性能好。硅灰石采用侧喂料和较低的螺杆转速制备硅灰石/尼龙6复合材料,可以提高硅灰石/尼龙6复合材料的力学性能。随着硅灰石质量分数的增加,复合材料的力学性能提高。     

凹凸棒石和硅灰石对PTFE摩擦磨损行为影响

将凹凸棒石与硅灰石以不同配比添加到聚四氟乙烯(PTFE)中,通过机械混合、冷压烧结的方式制成PTFE/凹凸棒石/硅灰石复合材料.采用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、同步热分析、邵氏硬度计、环块摩擦磨损试验机、光学显微镜、3D表面轮廓仪对复合材料的理化性能和摩擦学性能进行表征.结果表明,凹凸棒石与硅灰石的引入使得复合材料...     

针状硅灰石微粉改善固井水泥浆性能研究

油井水泥是一种脆性材料,其抵抗外力破坏的能力较差,不利于油气井开发.为解决这一问题,研究了一种兼有矿物微粉和纤维特性的硅灰石微粉对油井水泥性能的影响,评价了不同加量的针状硅灰石微粉水泥浆的常规性能、抗压强度、抗折强度、抗冲击强度,并测试了水泥石应力-应变曲线,最后使用扫描电镜对针状硅灰石微粉水泥石微观形貌进行观察.研究结果表明,与纯水泥浆相比,硅灰石微粉加量在0.5％～4％时,流变影响最大时流变仪300转读数大于300,稠化时间最大缩短18 min,失水量最大下降13 mL,养护1 d水泥石气体渗透率最大下降38.3％.养护28 d后,加入4％硅灰石微粉的水泥石较空白水泥石的抗压强度、抗折强度、抗冲击强度分别提高了17.6％、20.9％、21.1％.加入3％硅灰石微粉的水泥石弹性模量比空白试样降低约26.9％.针状硅灰石微粉在水泥石中分散,在水泥石内部形成"搭桥"作用,可在一定程度上阻止水泥石裂纹发生和扩展,起到增强水泥石力学性能的作用.     

硅灰石的表面改性对其填充PTFE复合材料摩擦学性能和力学性能的影响

利用钛酸酯偶联剂、硅烷偶联荆和硬脂酸对硅灰石进行表面改性,并对改性后的硅灰石进行类似与聚四氟乙烯(PTFE)复合加工过程中的热处理,测量其处理前后填料与水的接触角的变化,同时还考察了3种改性剂对PTFE/硅灰石复合材料的摩擦学性能和力学性能的影响.结果表明,硅烷偶联剂改性的硅灰石经过热处理后与水的接触角由64.5°增加到126.5°,表面能接近PTFE基体,相比其它改性荆能够更有效地提高复合材料的摩擦学性能和力学性能.     

改性凹凸棒石及硅灰石填充PTFE的摩擦性能研究

采用硅烷偶联剂（KH550）及十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）对凹凸棒石粉体进行改性,并将改性前后的凹凸棒石粉体与硅灰石复合填充至聚四氟乙烯（PTFE）,制备PTFE复合材料。采用傅里叶红外光谱仪（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）、邵氏硬度计、环块摩擦磨损试验机、万能试验机对改性凹凸棒石粉体的理化性能及复合材料摩擦学性能进行表征。结果表明：凹凸棒石及硅灰石的加入可以降低复合材料的磨损率。经CTAB改性的凹凸棒石与硅灰石填充至PTFE,复合材料的邵氏硬度增至70,磨损率降至1.54×10-6 mm3/（N·m）,压缩性能提高40%左右。对凹凸棒石进行表面改性,可提高粉体与PTFE基体的界面结合,从而改善复合材料摩擦学性能和力学性能。     

振动力场对聚丙烯/硅灰石复合材料性能的影响

采用三螺杆动态混炼挤出机通过熔融共混制备了聚丙烯(PP)/硅灰石复合材料,研究了振动工艺参数对材料力学性能及微观形态结构的影响。结果表明,PP/硅灰石复合材料的力学性能对振动参数的响应并不是单调增加,而是存在一个最佳的响应范围。在这一范围内,其综合力学性能得到极大提高。     

PVA/PTFE浆液中硼酸质量分数对PVA/PTFE纤维性能的影响

实验研究了添加不同质量分数的硼酸凝胶剂对以聚乙烯醇(PVA)为载体,制备干质量比为1∶6的PVA/聚四氟乙烯(PTFE)纤维的纺丝工艺工艺参数和复合初生纤维质量的影响;实验还探讨了将硼酸作为外部凝固浴纺制PVA/PTFE纤维的可行性。结果表明:凝胶剂质量分数多的浆液在其本身最佳的纺制参数条件下纺制出的PVA/PTFE复合纤维的强度较佳;将硼酸作为外部凝固浴纺制具有一定的可行性。     

PTFE对PE-UHMW性能的影响

为获得高耐磨性和高耐热性的超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)基复合材料,以聚四氟乙烯(PTFE)为改性剂改善PE-UHMW的耐磨性及耐热性。实验结果显示,在PTFE质量分数为5%时,复合材料的邵氏硬度最高,为67.08,耐磨性能达到最佳水平,与15Cr Mo V钢的摩擦系数为0.235,磨损率为0.081 4%,负载为10.0 N、变形量为0.06 mm时,复合材料的热变形温度提高21%。在KH550偶联剂作用下,PTFE可以在PE-UHMW基体中达到均匀分布,并形成致密结合。随着PTFE含量的升高,复合材料受载时的蠕变现象逐渐明显。     

硅灰石矿物纤维对纸张性能的影响

本试验对硅灰石改性前后的纸张物理性能进行了分析,试验结果表明:添加改性硅灰石矿物纤维的纸张在物理强度等性能指标上要优于添加未改性硅灰石的纸张;添加未改性硅灰石的纸张的白度要高于添加改性硅灰石的纸张。硅灰石矿物纤维可以替代部分植物纤维,能够满足一般纸张的使用性能需求。     

超支化分散剂对聚丙烯/玻璃纤维/硅灰石复合材料性能的影响

通过改变超支化分散剂DZHA-17在聚丙烯/玻璃纤维/硅灰石复合材料中的用量,考察了分散剂对复合材料加工性能、力学性能、表观性能以及分散性的影响。结果表明:随着分散剂用量的增加,复合材料的加工性能、力学性能、表观性能和分散性明显提高。当分散剂用量为1份时,复合材料的熔体流动速率提高了3.5倍,挤出机扭矩和电流分别降低到6.5 N·m和36 A,断裂伸长率、缺口冲击强度和60°光泽度也明显提高。聚丙烯/玻璃纤维/硅灰石复合材料的力学性能、表观性能与其微观结构息息相关。     

石墨/Cr2O3协同改性PTFE/硅灰石材料摩擦学性能

采用电子万能试验机、环-块式摩擦试验机和扫描电子显微镜等分析表征手段,考察了针状硅灰石与石墨(Gr)和Cr₂O₃并用对聚四氟乙烯(PTFE)复合材料摩擦磨损性能的影响。结果表明,随着硅灰石含量的增加,PTFE/硅灰石复合材料的磨损率逐渐降低,而摩擦系数呈现出先降低后增加的趋势。在15%(质量分数,下同)硅灰石的基础上添加10%Gr时,复合材料的磨损率降低到0.22×10^-5 mm³/(N·m),摩擦系数略有增大。进一步添加1%Cr₂O₃代替相应含量的Gr时,PTFE/硅灰石/Gr/Cr₂O₃复合材料表现出最低的磨损率,仅有0.13×10^-5 mm³/(N·m),对应的摩擦系数为0.25。磨损机理分析表明:适量硅灰石在摩擦过程中起到了较好的支撑载荷作用,阻止了对偶上微凸体对摩擦表面的嵌入;在此基础上继续添加9%Gr和1%Cr₂O₃时,对偶上形成了非常致密完整、薄且均匀的转移膜,表现为轻微的磨粒磨损特征。     

偶联剂处理对PTFE/纳米TiC复合材料性能的影响

对纳米碳化钛(TiC)填充的聚四氟乙烯(PTFE)复合材料进行力学与摩擦学性能测试,研究纳米TiC质量分数、偶联剂处理对PTFE复合材料力学和摩擦磨损性能的影响,用扫描电子显微镜(SEM)对拉伸断口形貌进行观察,探讨复合材料增强机理.研究结果表明:纳米TiC的填充能提高PTFE复合材料的硬度、拉伸强度和耐磨性,但其冲击强度和减摩性能有所下降;偶联剂处理纳米TiC后,复合材料的拉伸强度、冲击强度、减摩性能有所提高.拉伸断口的微观分析表明:偶联剂处理纳米TiC在PTFE基体中有较好的分散性,与基体界面结合较好.     

短切碳纤维对聚苯腈/碳纤维复合材料性能的影响

利用碳纤维（CF）增强聚苯腈（PN）树脂制备一系列PN/CF复合材料,利用万能试验机和动态热机械分析仪（DMA）,研究短CF含量、长度与偶联剂种类对PN树脂力学性能的影响。结果表明,采用苯基三乙氧基硅烷作为偶联剂时力学性能和热稳定性达到最佳水平,相较于未经偶联剂改性PN/CF复合材料的储能模量提高了22.2%,热失重5%温度（Td5%）提高了33.1%;随着CF掺杂量的增加,材料力学性能呈现先增大后减小趋势,在0.3%（质量分数,下同）时获得了最优异力学性能,相较于PN树脂,其弯曲强度提高了38.4%,弯曲模量提升了97.7%;CF长度为6 mm时材料的弯曲强度和储能模量优于CF长度为3 mm时的材料。     

碳纤维表面处理对碳纤维/NR复合材料性能的影响

试验研究碳纤维表面处理对碳纤维/NR复合材料性能的影响。结果表明,碳纤维经表面处理后表面沟槽加宽、加深,粗糙度增大,可改善其与橡胶基体的粘合性。与未处理碳纤维/NR复合材料相比,浓硝酸表面处理3h的碳纤维/NR复合材料的拉伸强度提高46%,耐磨性提高5%;300℃×20min高温氧化表面处理碳纤维/NR复合材料的拉伸强度和耐磨性均提高38%;浓硝酸处理1h后再加1.3份钛酸酯偶联剂的碳纤维/NR复合材料拉伸强度提高25%;碳纤维经浓硝酸处理1h后再进行表面浸胶,复合材料的耐磨性提高34%。     

凹凸棒石–硅灰石/PTFE复合材料摩擦磨损性能及其机理EI北大核心CSCD

将机械力化学改性后的凹凸棒石和硅灰石粉体添加到聚四氟乙烯(PTFE)中,通过机械搅拌、冷压烧结制成矿物/聚合物复合材料。采用X射线衍射、Fourier变换红外光谱、扫描电子显微镜、热重–差热同步热分析、偏光显微镜、X射线光电子能谱、邵氏硬度计和环块摩擦磨损试验机对复合材料的理化性能及其摩擦磨损特征进行了研究。结果表明:添加凹凸棒石和硅灰石后,PTFE复合材料的结晶度、玻璃转化温度降低,硬度增加,摩擦系数稍有增加但磨损率显著降低。研究认为,凹凸棒石和硅灰石有利于金属摩擦副表面转移膜的形成,有效改善了PTFE复合材料与对偶金属摩擦副摩擦界面的自适应性,是导致摩擦副磨损率显著降低的主要原因。