纳米材料填充改性PTFE力学性能的研究

利用四种纳米粒子填充改性聚四氟乙烯(PTFE),并研究了改性PTFE复合材料的物理机械性能。结果表明:纳米粒子会使PTFE的力学性能发生变化,提高了复合材料的硬度;但会使复合材料的拉伸强度和断裂伸长率降低。     

铜粉对PTFE复合材料力学及摩擦学性能的影响

通过向聚四氟乙烯(PTFE)中添加不同含量的铜粉,研究其力学性能和摩擦磨损性能;研究不同形状和粒径青铜粉,以及铜粉中其他成分对PTFE材料性能的影响。结果表明:铜粉质量分数为40%时,PTFE复合材料具有良好的力学性能,其耐摩擦磨损性能适中。在相同含量的青铜粉/PTFE复合材料中,铜粉粒径越大,其耐磨损能力越差,磨痕宽度越大,铜粉粒径越小,其复合材料的耐磨损性能越好,磨痕宽度越小。不规则青铜粉填充的PTFE复合材料具有较好的力学性能,但是球形铜粉填充的PTFE复合材料具有较好的耐磨损性能。青铜粉中的锡、铅、锌具有良好的减磨效果。     

青铜粉对聚四氟乙烯基复合材料摩擦学性能影响的研究

通过向聚四氟乙烯材料加入不同质量比的青铜粉和氧化铅制备了3种自润滑复合材料,并与不加青铜粉的填充氧化铅的聚四氟乙烯材料进行实验研究,研究了青铜粉及其含量对聚四氟乙烯基复合材料摩擦学性能的影响,并探讨了填料的减磨机理。结果表明:在干摩擦条件下,在一定范围内,随着青铜粉含量的增加,填充氧化铅的PTFE基材料的摩擦磨损性能有所降低;在油润滑条件下,填充氧化铅的PTFE基材料的摩擦磨损性能相对干摩擦有所提高,且在一定范围内,随着青铜粉含量的增加,填充氧化铅的PTFE基材料的摩擦磨损性能有所提高;填料的减磨机理与“第三体”有关,而“第三体”又与材料的基体组分有关。     

聚四氟乙烯复合材料的摩擦学二次转移行为研究

采用冷压成型、自由烧结工艺分别制备了青铜粉、聚酰亚胺、二硫化钼和石墨填充改性的聚四氟乙烯复合材料,在改装的M-2000型摩擦磨损试验机上考察了材料的二次转移摩擦学性能;用扫描电子显微镜对磨损表面进行观察和分析。结果表明:增加载荷有利于提高转移膜与基底的结合强度;填料种类对PTFE复合材料二次转移膜的摩擦学性能有影响,在本实验条件下(干摩擦、室温、滑动速度为0.42m/s、接触载荷为30N),以PTFE复合材料作为润滑剂提供源使用时,PTFE/MoS2、PTFE/Graphite复合材料形成的二次转移膜最好,PTFE/Bronze复合材料二次转移膜次之,PTFE/PI复合材料形成二次转移膜的能力最差。     

纳米及微米石墨/聚四氟乙烯复合材料的力学与耐磨性能

用热压成型法分别制备了纳米、微米石墨填充聚四氟乙烯(PTFE)的复合材料,对纯PTFE和复合材料进行了硬度、耐磨性和拉伸试验,用SEM观察了拉伸断口形貌.结果表明:纳米和微米石墨均能提高复合材料的硬度和耐磨性,而复合材料的抗拉强度和断后伸长率均有所下降;纳米石墨/PTFE复合材科的硬度、耐磨性、抗拉强度和断后伸长率均比微米石墨/PTFE复合材料的高;当纳米石墨质量分数为7%时,复合材料的综合性能较好,当质量分数大于7%后,复合材料的断后伸长率迅速下降;纳米石墨与PTFE相容性较好,在PTFE中的分布均匀.     

石英粉填充聚四氟乙烯复合材料的蠕变性能

以石英粉为填料,通过机械混合和冷压烧结的方法制备石英粉填充改性聚四氟乙烯复合材料,研究复合材料的硬度、抗拉强度、压缩与回复性能和长期压缩蠕变性能.借助SEM探讨拉伸断面的微观结构.结果表明:加入适量的石英粉可以提高复合材料的硬度、抗蠕变性能,改进PTFE压缩与回复性能;但由于存在相界面缺陷,复合材料的抗拉强度降低.当粉石英质量分数在20%-30%之间时,其综合性能能够满足密封材料的要求.     

PTFE基改性复合材料的摩擦磨损性能及其在铁路机械中的应用

概述了聚四氟乙烯（PTFE）基自润滑改性复合材料的摩擦磨损性能研究新进展。讨论了纤维增强、无机填充、有机共混和离子注入表面改性复合材料的摩擦学性能以及PTFE基改性复合材料在铁路机械中的应用。     

纤维改性聚四氟乙烯密封材料的制备及性能研究

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(PTFE)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率、应力松弛率等密封性能的影响.结果表明:增强纤维含量对材料密封性能具有显著影响,而表面处理工艺的影响则不甚明显;碳纤粉对PTFE的改性效果明显好于短玻纤;具有适当填充量的PTFE密封复合材料可满足200 ℃下长期使用的要求.     

有机填料填充聚四氟乙烯复合材料摩擦学及力学性能

采用共混-冷压-烧结-整形的工艺制备有机物填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,考察相同含量的不同有机填料对PTFE复合材料力学性能和摩擦学性能的影响。结果发现,加入有机填料后,复合材料的拉伸强度降低,但硬度和压缩强度均提高;有机填料有效地改善了PTFE复合材料的摩擦学性能,其中,质量分数15%聚苯酯填充的PTFE复合材料减摩效果最好,质量分数15%聚酰亚胺填充的PTFE复合材料的耐磨损性能最优。相比之下,质量分数15%芳纶填充的PTFE复合材料摩擦磨损性能及力学性能最好,其耐磨损性能较纯PTFE提高了近400倍,而摩擦因数仅为纯PTFE的84%。其原因在于芳纶的加入有效地改变了摩擦机制,能形成均匀连续的转移膜,进而降低了磨损。     

PTFE复合材料密封圈摩擦特性的对比研究

为优选摩擦性能优异的密封用PTFE复合材料,搭建往复密封测试台架,对比研究5类填充PTFE密封圈在长期运行工况下的摩擦磨损性能,并对其失效机制进行分析。结果表明:含Cr_2O_3减磨剂的青铜/PTFE复合材料具有优异的低摩擦、耐磨损与抗蠕变性能,泄漏量较少(往复30万次泄漏为10 mL),性能最优;碳粉/石墨填充的PTFE复合材料虽然摩擦因数较低,但其磨损量较大,泄漏量较多;碳纤、玻纤填充的PTFE复合材料摩擦力最大,且抗蠕变性能差,试验过程中密封圈径向尺寸变化明显,泄漏量大。对PTFE往复密封圈而言,填充Cr_2O_3减磨剂的青铜/PTFE复合材料具有较高的实用价值。     

硫酸钙晶须填充PTFE复合材料的摩擦学性能研究

用硫酸钙晶须(CSW )填充改性聚四氟乙烯(MVE),采用模压成型工艺制备不同硫酸钙晶须含量的PTFE/CSW复合材料;利用摩擦磨损试验机研究硫酸钙晶须对PTFE/CSW复合材料摩擦学性能的影响,利用扫描电子显微镜对PM复合材料的磨损表面进行微观分析.结果表明:填充硫酸钙晶须提高PTFE复合材料的耐磨损性能,但复合材料的摩擦因数略高于纯PTFE;纯PTFE的磨损机制为黏着磨损,而PTFE/CSW复合材料的磨损机制为轻微磨粒磨损和黏着磨损共同作用.当硫酸钙晶须质量分数大于10%时,PTFE/CSW复合材料的磨损机制逐渐转变为严重的磨粒磨损.     

PTFE复合材料高温摩擦磨损性能研究

研究了高温条件下不同填料填充的PTFE复合材料的摩擦磨损性能,并与常温下的摩擦磨损性能进行了比较.结果表明青铜粉、纤维填充的复合材料在高温下表现出与常温相反的摩擦磨损规律;碳类填充复合材料在不同温度下则表现出较为稳定的规律;特种塑料改性的PTFE复合材料,具有极好的综合性能.     

聚四氟乙烯改性及其应用

论文对聚四氟乙烯(PTFE)的性能特点进行了综述,着重介绍了PTFE的表面改性、填充改性、共混改性、化学改性、结构改性等常用改性技术,并对PTFE的加工工艺和在密封、防腐等领域的发展应用现状作了介绍。     

石墨烯/聚四氟乙烯复合密封材料的制备及性能研究

采用硅烷偶联剂KH550无水乙醇溶液和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)水溶液对石墨烯进行表面活化处理,采用冷压成型烧结工艺制备石墨烯改性聚四氟乙烯(PTFE)复合密封材料,研究石墨烯含量及其表面活化处理方法对材料性能的影响。研究表明,SDBS对经双氧水处理的石墨烯进行表面活化可以有效改善石墨烯的团聚现象,其改善效果优于KH550;质量分数为1%左右的石墨烯即能有效提高PTFE的机械强度、硬度、压缩回弹性能、蠕变松弛性能和密封性能,墨烯改性PTFE复合材料具有较好的实际应用价值。     

PTFE复合材料摩擦及改性研究综述

指出聚四氟乙烯(PTFE)复合材料的摩擦过程可分为磨合、平稳和失稳3个阶段,摩擦因数和摩擦温度存在较强相关性,且对PTFE复合材料的失效机制进行了分析;归纳PTFE改性的3种途径:填充、原位复合和烧结成型工艺;通过总结PTFE改性的研究成果和近年来的研究情况提出了一些相关研究思路。     

表面改性硅灰石纤维填充PTFE复合材料的摩擦学性能

用KH550硅烷偶联剂表面改性的硅灰石纤维(WF)填充PTFE,在MPX-2000型磨损试验机上研究复合材料的摩擦磨损性能,并与经典的炭纤维(CF)填充PTFE复合材料进行比较。采用SEM对磨损面和对偶面进行分析。结果表明:较高载荷(200和300 N)下复合材料摩擦因数随WF含量变化的幅度不大,较稳定地维持在较低值;细小尺寸WF填充PTFE复合材料的耐磨性能较好,在WF质量分数为10%时,复合材料的磨损量只有相同含量CF填充PT-FE复合材料的81%;细小尺寸WF填充PTFE复合材料的磨损面较为平整,存在轻微黏着磨损,其对偶面转移膜平整光滑、结构致密;而CF/PTFE复合材料磨损面存在许多裸露和碎断的CF,犁削和磨粒磨损是主要的磨损形式。     

稀土化合物对PTFE基三层复合材料摩擦磨损性能的影响

将混合稀土氧化物分别以粉末和卤化物溶液的方式添加到 PTFE 材料中,制备几种含铅和聚酰亚胺（PI）改性无铅 PTFE 基三层复合材料,考察稀土氧化物 PTFE 基三层复合材料摩擦磨损性能的影响,并分析稀土的作用机制。结果表明：在 PTFE 三层复合材料配方中掺杂稀土元素,可以明显提高复合材料各组分之间的界面结合性能,有利于减少摩擦过程中界面龟纹的产生,保持摩擦表面的光洁平整性;采用稀土卤化物溶液改性 PTFE 材料时,稀土元素在 PT-FE 材料中分布更均匀,对 PTFE 材料的改性效果更明显。     

氧化石墨烯和纳米SiO2增强PTFE复合材料的摩擦磨损行为

为研究具有层状结构和球状结构的纳米填料之间的相互作用对聚四氟乙烯（PTFE）复合材料摩擦磨损行为的影响,采用冷冻干燥超声共混-冷压-热烧结法制备纳米二氧化硅（nano-SiO2）和氧化石墨烯（GO）填充改性PTFE复合材料。利用LSM-2R往复式摩擦磨损试验机测试干摩擦条件下nano-SiO2和GO复配改性PTFE复合材料的摩擦学性能,采用MicroXAM-800非接触式三维表面轮廓仪、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析表征转移膜形貌、元素分布和磨痕表面三维形貌,从微观层面揭示nano-SiO2和GO的减摩机制。结果表明：单独填充nano-SiO2与GO均可改善PTFE复合材料的摩擦学特性,其中在较低添加量下,GO在提高PTFE耐磨性方面明显优于nano-SiO2;GO和nano-SiO2复配填充时存在协同效应,与单一填充相比进一步改善了复合材料的摩擦学性能;相比于纯PTFE,3%nano-SiO2/0.5%GO/PTFE复合材料的磨损率降低60.36%。机制分析表明,协同作用和均匀连续转移膜的形成是nano-SiO2和GO增强PTFE复合材料性能优异的主要原因。     

纳米ZnO填充PTFE复合材料的力学及摩擦学性能

通过机械搅拌和超声分散制备纳米ZnO填充PTFE复合材料,研究纳米ZnO填充量对复合材料力学及摩擦磨损性能的影响。结果表明:当ZnO质量分数小于3%时,复合材料的拉伸强度与纯PTFE相比略有增高;复合材料的密度、硬度、摩擦因数随ZnO填充量的增加而逐渐增大;当ZnO填充质量分数为1%～3%时,复合材料的磨耗量大幅下降,但若继续增加ZnO填充量,复合材料的磨耗量却变化不大。     

碳粉填充PTFE复合材料的研究

对聚四氟乙烯(PTFE)填充不同含量的碳粉,经配料、压制、烧结等工艺后生产出PTFE复合试验材料,并对复合试验材料的相关物理性能进行了测试,测试结果表明:碳粉含量的增加能明显提高PTFE的耐磨性能,但也会使PTFE的脆性提高。