纳米粒子混合填充聚四氟乙烯复合材料的性能

采用模压成型法制备纳米Si3N4或SiC与纳米Al2O3混合填充的聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,研究不同质量分数的纳米Si3N4或SiC与5%纳米Al2O3混合填充对PTFE复合材料力学与耐磨性能的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)观察复合材料拉伸断面的微观结构,探讨其增强机理.结果表明:纳米SiN4或SiC与Al2O3混合填料均能使PTFE复合材料的硬度和耐磨性提高,且填充Si3N4/Al2O3的PTFE复合材料的硬度、拉伸性能、冲击强度和耐磨性均优于填充SiC/Al2O3的,其中5%Si3N4与Al2O3混合填充的PTFE复合材料有较好的综合性能.微观分析表明:Si3N4/Al2O3在PTFE基体中分散性较好,说明Si3N4与Al2O3具有较好的协同作用.     

纳米Si3N4及其混杂填料改性PTFE的性能研究

采用模压成型的方法制备了纳米氮化硅(Si3N4)与二硫化钼(MoS2)、玻璃纤维(GF)、纳米三氧化二铝(Al2O3)混合填充的聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,研究了PTFE复合材料的力学性能和摩擦学性能。采用扫描电子显微镜(SEM)观察分析了拉伸断面形貌及增强机理。结果表明：Si3N4及其混杂填料均使复合材料表面硬度增大;PTFE/Si3N4/Al2O3纳米复合材料具有较好的拉伸性能;混杂填料均可以显著改善PTFE复合材料的耐磨性能,其中5 %的Si3N4与10 %的Al2O3混杂填充复合材料的耐磨性最好,填料对复合材料摩擦因数影响不大。SEM分析表明,纳米Si3N4、Al2O3与PTFE基体界面结合较好。     

不同纳米材料填充聚四氟乙烯复合材料的力学性能研究

对不同纳米材料Si3N4、SiC、石墨、碳纳米管(CNTs)填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料进行了拉伸和硬度试验,观察了复合材料拉伸断面的微观结构。结果表明:几种填料均能不同程度地提高PTFE的硬度。不同填料对PTFE拉伸性能的影响不同,纳米SiC填充PTFE有较好的拉伸性能,碳纳米管的加入会使PTFE拉伸强度和断裂伸长率降幅较大,其复合材料呈脆性破坏。纳米SiC在PTFE基体中有较好的分散性,其与PTFE基体界面结合较好,而纳米Si3N4在PTFE中分散性不好,纳米石墨和碳纳米管与PTFE基体的界面结合不好。当SiC的质量分数为3%时,其综合性能最佳。     

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.     

纳米SiC粒子的表面处理对PTFE/纳米SiC复合材料的性能影响

对表面处理与未处理纳米SiC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,研究了纳米SiC含量和表面处理对复合材料力学和摩擦磨损性能的影响,用扫描电子显微镜对拉伸断面形貌进行观察,探讨了复合材料的增强机理。结果表明,未处理纳米SiC填充PTFE后,其复合材料的硬度和耐磨性均有不同程度的提高;表面处理纳米SiC后,PTFE/纳米SiC复合材料的拉伸强度、冲击强度、减摩性能均比未处理的有所提高;表面处理SiC在PTFE基体中有较好的分散性,与PTFE基体界面的结合较好,未处理纳米SiC在PTFE基体中分散性较差。     

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。     

纳米Si3N4／PP复合材料的力学性能研究

研究了纳米氮化硅（Si3N4）粒子对其填充的聚丙烯（PP）力学性能的影响,结果发现纳米Si3N4/PP复合材料的力学性能表现出了许多与常规纳米粒子改性PP的不同之处。复合材料的拉伸强度随纳米Si3N4粒子含量增加而基本呈直线上升趋势,而冲击强度变化不大,纳米Si3N。粒子对PP并无明显增韧效果;少量（5％）纳米Si3N4粒子便能显著提高复合材料弯曲强度。     

粉状纤维增强PTFE复合材料的力学与摩擦磨损性能

以粉状SiC纤维、Al2O3纤维、高强碳纤维(CF)、中强CF、低强CF增强聚四氟乙烯(PTFE),研究了纤维种类、含量对PTFE力学和摩擦磨损性能的影响,用扫描电子显微镜(SEM)对试样拉伸断口形貌进行观察,探讨了复合材料的增强机理.结果表明,粉状SiC纤维、Al2O3纤维及CF均能提高PTFE的硬度和耐磨性;高强CF、中强CF及Al2O3纤维能提高其拉伸强度;5种纤维均使PTFE冲击强度下降,但咖/高强CF复合材料的冲击强度降幅较小;SEM分析表明,SiC纤维与PTFE的界面结合强度较低,界面出现了许多空隙,中强CF、高强CF、Al2O3纤维与PT-FE界面结合较好,拉伸断口处多数纤维与基体牢固粘附而难以拔出,PTFE/低强CF复合材料呈典型的脆性断裂特征.     

聚苯硫醚/纳米Si3N4复合材料的制备及性能研究

表面改性处理的纳米Si3N4粉体与聚苯硫醚（PPS）熔融共混挤出制成PPS/纳米Si3N4复合材料,通过拉伸、冲击实验及动态力学性能测试考察了纳米粉体加入量对复合体系各项性能的影响。结果表明,纳米Si3N4填充PPS基复合材料的力学性能明显优于纯PPS。随粉体添加量的增加,复合材料的拉伸强度增大,当添加量为0.8 %时,拉伸强度提高了22 %。随粉体添加量的增加,复合体系冲击强度增大,当粉体添加量为1.2 %时,冲击强度和缺口冲击强度出现最大值,分别比纯PPS增加了33 %和41 %。动态力学性能测试表明,随粉体添加量的增加,PPS分子链段松弛所需能量增加,松弛过程增长,体系储能模量降低,损耗模量增加。     

纳米氮化硅复合树脂的制备及性能研究

采用硅烷偶联剂(HG-560)对纳米氮化硅进行表面处理,选择超声波和高速剪切分散制备复合材料.运用TEM、FT-IR对复合材料进行研究,结果表明:纳米氮化硅处理后,在有机溶剂中分散性良好,改性剂包覆在其表面.并与其发生了化学作用.研究了纳米氮化硅粒子对其填充的环氧树脂6101力学性能,结果发现纳米Si3N4/EP复合材料的拉伸强度和耐冲击性都随纳米氮化硅不同的添加量有相应的提高.经偶联剂改性后,提高的幅度更大.TG表征,在120-380℃之间,纳米Si3N4复合材料的热失质量较空白基体的热失质量小;复合材料的热稳定性略有提高.     

表面处理纳米Al2O3填充PTFE复合材料的磨粒磨损性能

利用自制销-盘式磨粒磨损试验机，测定聚四氟乙烯(PTFE)及其表面处理与未处理纳米氧化铝(Al2O3)填充聚四氟乙烯复合材料试件在干摩擦滑动条件下的磨粒磨损质量损失。考察了载荷、磨粒、转速等参数的变化对试件摩擦学性能的影响。采用扫描电子显微镜观察、分析试件磨损表面形貌及磨损机理。结果表明，纳米Al2O3可以提高PTFE耐磨性。表面处理纳米Al2O3在PTFE中能较均匀分散，其耐磨性比相同含量但未经表面处理的纳米Al2O3填充PTFE高。导致PTFE复合材料磨粒磨损的重要机理是犁切破坏。     

聚氨酯/微米Si_3N_4复合材料的性能研究

对聚氨酯/微米Si3N4复合材料的性能进行了研究,实验表明：聚氨酯/Si3N4复合材料具有优异的性能,聚氨酯/微米Si3N4复合材料,其硬度、力学性能和抗冲蚀磨损性能比纯聚氨酯优异;在微米Si3N4含量为3%时,其硬度、力学性能最佳;在微米SiN含量为5%时,其抗冲蚀磨损性能最佳。     

新型双马来酞亚胺树脂/纳米Si3N4复合材料的性能

研究了一种新型的双马来酞亚胺树脂-5406树脂及其纳米Si3N4复合材料的性能。结果表明:5406树脂不仅具有很高模量,耐热性好,而且豁度很低,有利于纳米粒子的分散和纳米复合材料浇铸成型;纳米Si3N4粒子的填充可明显改善5406树脂的摩擦磨损性能。扫描电镜显示5406树脂主要发生的是塑性变形,5406树脂助米Si3N4复合材料主要是钻着磨损。     

Tribological and mechanical properties of carbon‐nanofiber‐filled polytetrafluoroethylene composites

The effects of various filler concentrations (0.1, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, and 3 wt %) on the tribological and mechanical properties of carbon‐nanofiber (CNF)‐filled polytetrafluoroethylene (PTFE) composites were studied. Moreover, the influence of various loads (50, 100, 150, and 200 N) and sliding velocities (0.692 and 1.39 m/s) on the friction and wear behaviors of the PTFE composites was investigated. The results showed that the friction coefficients of the PTFE composites decreased initially up to a 0.5 wt % filler concentration and then increased, whereas the antiwear properties of the PTFE composites increased by 1–2 orders of magnitude in comparison with those of pure PTFE. The composite with a 2 wt % filler concentration had the best antiwear properties under all friction conditions. The friction coefficients of the CNF/PTFE composites decreased with increases in the load and sliding velocity, whereas the wear volume loss of the PTFE composites increased. At the same time, the results also indicated that the mechanical properties of the PTFE composites increased first up to a 1 wt % filler concentration and then decreased as the filler concentration was increased above 1 wt %. In comparison with pure PTFE, the impact strength, tensile strength, and elongation to break of the PTFE composites increased by 40, 20, and 70%, respectively, at a 1 wt % filler concentration. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 104: 2430–2437, 2007     

纳米Si3N4与玻璃纤维混杂增强PA6复合材料的摩擦学性能研究

以纳米Si3N4和玻璃纤维(GF)混杂增强尼龙6(PA6)复合材料,对PA6复合材料的摩擦学性能进行了实验研究。结果表明,纳米Si3N4和GF混杂可以显著改善PA6复合材料的摩擦学性能,以质量分数3%Si3N4和20%GF混杂填料的耐磨减摩性最好。扫描电子显微镜观察发现,纯PA6的磨损机理以粘着和犁削为主。在PA6/GF复合材料中纳米Si3N4含量较低时,复合材料的磨损机理主要表现为不同程度的粘着磨损,但当复合材料中纳米Si3N4含量较高时,复合材料的磨损机理主要表现为不同程度的粘着磨损和磨粒磨损。     

Friction and wear properties of PTFE composites filled with PA6

Blending Polytetrafluoroethylene (PTFE) to PA6 at different compositions was produced in a corotating twin‐screw extruder, where PTFE acts as the polymer matrix and PA6 as the dispersed phase. The effects of PA6 content on the tribological properties of the composites were investigated. The worn surface morphologies of neat PTFE and its composites were examined by scanning electron microscopy (SEM), and the wear mechanisms were discussed. The presence of PA6 particles dispersed in the PTFE continuous phase exhibited superior tribological characteristics to unfilled PTFE. The optimum wear reduction was obtained when the content of PA6 is 30 vol%. POLYM. COMPOS., 2010. © 2009 Society of Plastics Engineers