不同混合工艺对PTFE复合材料性能的影响

研究了不同混合设备及混合工艺对聚四氟乙烯（PTFE）复合材料力学性能、摩擦磨损性能的影响。对工业上常用的混料设备混合特点及对PTFE混料的适用性进行分析评价。然后选用生产上常用的碳纤维、氧化铝作为PTFE的填料,其中氧化铝经过硅烷偶联剂处理,采用冷压烧结法制备出PTFE复合材料,研究混料过程中的不同温度、转速等工艺参数对材料分散性及性能的影响。利用光学显微镜、万能材料试验机、冲击试验机、环-块摩擦试验机表征材料的截面形貌、力学性能和摩擦磨损性能。结果表明,混料过程中的最高温度是影响PTFE混合的关键因素,控制混料过程中的最高温度低于19℃,提高高速混合机转速可提高材料的分散均匀性,但转速过高会引起PTFE发热而引发团聚。将PTFE原料进行预先冷却,然后在混合过程中采用液氮冷却,当混合机转速达到2?500 r/min时,混合分散效果和PTFE复合材料的综合性能最佳,拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度分别达到17.5 MPa,100%和65.2 kJ/m²,磨损率和摩擦系数分别为6.38×10^-6 mm³/（N·m）和0.21。     

石墨/MoS2/SiO2、纤维混合增强PVDF复合材料摩擦性能

采用共混-热压-烧结工艺制备一种碳纤维（CF）、芳纶纤维（AF）混合增强的高耐磨聚偏氟乙烯（PVDF）复合材料，并研究石墨、MoS2和纳米SiO2对PVDF复合材料的力学性能和摩擦学性能的影响，利用显微镜、附带有能谱仪（EDS）的扫描电镜（SEM）、红外光谱仪(FT-IR)对摩擦表面形貌和转移膜元素组成和分布进行分析，探讨摩擦磨损机制。结果表明：复合材料的硬度和弹性模量随着纤维、石墨、纳米SiO2等的加入而增大，耐磨性明显提高；添加的CF、AF、石墨和SiO2体积分数分别为2%、8%、5%和0.5%时，PVDF复合材料摩擦性能最优，干摩擦下摩擦因数低至0.33，磨损率低至1.12×10-6 mm3/（N· m）。复合材料中石墨、CF、SiO2在摩擦过程中发生了复杂的物理和化学反应，形成的转移膜均匀性和强度对PVDF复合材料摩擦性能有重要影响，为开发高耐磨PVDF复合材料提供了新思路。