用改性纳米PTFE粉末填充的EPDM性能之研究[1]
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聚四氟乙烯填充改性的用途和浸渍制品特点填充制品:为了改善聚四氟乙烯的蠕变特性和耐磨耗性能,以石墨、碳黑、二硫化钼、玻璃纤维、碳纤维、聚苯硫醚等为主要材料对聚四氟乙烯进行填充改性。
主要用途:垫片、阀座、密封、轴承、滑块、活塞环等。
浸渍制品:是利用高强玻璃纤维纱纺织成各种厚度的基布,然后浸渍PTFE,进行高温硅胶处理而成的耐高温产品。
用途:纺织印染,印花烘干导带,丝网印刷,紫外线烘干,食品烘培机导带, 食品、药品、复合塑料袋热封口、防腐管道衬里等。
特点:耐温性:从低温到高温70-260摄氏度范围内连续使用;透气性:输送带的透气率,减少热源耗费,提高干燥效率;耐药品性:对大部分的化学药品和溶剂都不受影响;抗粘性:树脂、涂料、化学品等几乎所有粘着物都可以简易清除;耐弯曲疲劳性:有很高的抗拉强度和耐弯曲疲劳性能,电机缺相保护器能使用于较小轮径。
薄壁注塑加工制品方法简介何谓薄壁?简单的看法,当壁厚小于1mm时称为薄壁。
更全面地,薄壁的定义与流程/壁厚比、塑料的粘度及传热系数均有关系。
从模具的主流道到成品最远一点的流程L,除以成品的壁厚t,称为流程/壁厚比。
当L/t >150时,称之为薄壁。
如流程的厚薄不一致,可分段计算。
流程/壁厚比PP的粘度因数是1。
一次即弃饭盒的流程135mm,壁厚0.45mm,流程/壁厚比=300。
PC的粘度因数是2。
手机电池外壳的流程38mm,t=0.25mm,流程/壁厚比=152。
乘上粘度因数是304,与饭盒的相若。
一般塑料的导热不良。
为了增加散热效果或达到电磁波兼容性,一些外壳会采用高导热性的塑料。
金属粉末亦属于高导热性的。
上式是注塑成品的冷却时间公式,其中t=壁厚,Tm=溶融温度,TW=模壁温度,T=脱模温度,α=塑料传热系数。
L/t的定义要包括粘度因数及传热因数在内。
比较环氧纤维模塑料制造的几种方法环氧树脂纤维模塑料的制造方法很多,大体上可分为预混法、预浸法和挤出法3类。
这3类方法自然各有优点、长处,以及相应的适用范围,但到底孰优孰劣、各有何“本领”?据中国环氧树脂行业协会专家为此专门解疑释惑。
P T F E微粉对改性A B S 耐磨性能的影响PTFE微粉对改性ABS耐磨性能的影响丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑性高分子材料,被广泛运用于商业和办公用品。
因其较佳的耐磨性能,也常用作中等载荷和转速的轴承。
但由于ABS 在剧烈摩擦时发热而易软化,导致耐磨性能急剧下降,其无法满足在某些特定领域内的耐磨性能要求,而通常是在ABS 树脂中添加耐磨剂对其进行改性。
聚四氟乙烯( PTFE)作为一种自润滑材料,耐温性能较好。
通过PTFE 改性的ABS,可以有效地解决高温下ABS 耐磨性能不佳的缺陷。
PTFE在摩擦磨损时易形成转移膜,可提升耐磨性能。
1.PTFE 微粉添加量对摩擦性能的影响.图1 是PTFE 添加量与摩擦性能的关系。
实验中所用的PTFE 牌号A07(5.5微米左右)和A02(3微米左右)。
由图1可见,随着PTFE 的添加量增加,ABS 复合材料的摩擦系数单调递减,当添加量到达15% 时,材料的摩擦系数非常接近0. 1,PTFE 材料本身的摩擦系数在0. 1 左右,这说明摩擦过程中有大量的PTFE 在摩擦界面形成转移膜,大大降低了摩擦系数。
图2 是磨耗与PTFE 添加量的关系图。
磨耗随着PTFE 的添加量增加先减小后增大,添加量为5%时磨耗最低。
在添加量少于5%时A07 比 A02 的磨耗要低,当添加量超过5% 时,添加量A07和A02的磨耗都出现上升。
这两款PTFE微粉的区别在于,A02粒径更小,这说明小粒径的PTFE 微粉形成转移膜的能力相对要差一些,但当添加量到10%的时候,大粒径的PTFE析出形成转移膜过多,反而导致磨耗比5%添加量更大。
2.不同规格PTFE 微粉对耐磨性能的影响图3 是不同规格PTFE 微粉对于ABS 耐磨性能的影响,空白组中未添加耐磨剂。
由图可见,PTFE 的加入使ABS 摩擦磨损性能提升( 摩擦系数、磨耗降低)。
改性ABS 耐磨性能提升效果的顺序为: 2. 5%A07表面烧结 /2. 5% B01表面烧结> 5% A07表面烧结>5%A02表面烧结> 5%A07未表面烧结。
不同纳米材料填充聚四氟乙烯复合材料的力学性能研究3顾红艳,何春霞,史丽萍(南京农业大学工学院,江苏,南京 210031) 摘要:对不同纳米材料Si 3N 4、Si C 、石墨、碳纳米管(C NTs )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Si C 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Si C 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Si 3N 4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Si C 的质量分数为3%时,其综合性能最佳。
关键词:纳米材料;填充改性;PTFE;复合材料;力学性能中图分类号:T B332,T Q325.4 文献标识码:A 文章编号:1001-9456(2008)05-0086-03M echan i ca l Property of PTFE Com posites F illed w ith D i fferen t Nano 2M a ter i a lG U Hong 2yan,HE Chun 2xia,S H IL i 2p ing(College of Engineering,Nanjing Agricultural University,Nanjing,J iangsu 210031,China ) Abstract:The mechanical p r operties of polytetrafluor oethylene (PTFE )composites filled with nano 2Si 3N 4,Si C,graphiteand carbon nano 2tubes (CNTs )were investigated .The m icr ostructures of tensile fracture surface f or the composites were observed .The results showed that all fillers could increase hardness of PTFE composite and had different effects on tensile p r operty for different fillers,and nano 2Si C /PTFE composite had good tensile p r operty es pecially .The C NTs could make tensile strength and breaking el ongati on decreasing and leading brittle failure f or the composite .Nano 2Si C was better dis persi on in PTFE,and had good bonding with PTFE matrix,nano 2Si 3N 4was poor dis persi on in PTFE,nano 2graphite and carbon nano 2tubes had poor bonding with PTFE .W hen the mass content of Si C was 3%,the composite had the best integrated behavi or .Key words:nano 2material;filled modificati on;PTFE;composite;mechanical p r operty 聚四氟乙烯(PTFE )有优良的耐热性、耐腐蚀性及优异的减摩性和自润滑性,是一种重要的用于滑动摩擦零件的复合材料基体,在化工、电子电气及机械行业等领域得到了广泛的应用。
EPDM的性能及其并用研究1、前言1.1 EPDM的结构三元乙丙橡胶(EPDM)是以乙烯和丙烯为主要原料,并用少量的非共轭二烯烃在Zeigler-Netta催化剂作用下聚合而成的一种通用合成橡胶。
目前世界上约有20多个公司生产,共有100多个牌号(1),。
EPDM 具有优异的耐热、耐臭氧、耐老化和电绝缘性,且易与聚烯烃塑料共混,已广泛用于汽车配件、防水卷材、电线电缆及塑料改性等众多领域。
EPDM 与丁基橡胶并用制造汽车内胎,可延长内胎使用寿命。
由于用途广泛,在世界合成橡胶消费总量中,EPDM约占7%,其产耗量在合成橡胶中位居第三(2)。
在汽车用橡胶中,EPDM 是耗用量最大的胶种,主要是制造门窗密封胶条、散热器胶管及其他零件。
EPDM也称为饱和橡胶,与不饱和橡胶如NR(天然橡胶)、NBR(丁睛橡胶)等相比,其主链完全饱和,不饱和的第三单体为侧挂基团作为其硫化的活性点而存在;故其化学稳定性和热稳定性较高。
EPDM 分子主链和侧基上均无极性基团存在,因此,它也是非极性橡胶。
乙烯和丙烯的组成比例对EPDM的性能有着决定性的影响。
一般丙烯用量在30%-40% (mol)之间,且当丙烯用量增加,EPDM的玻璃化温度(Tg)升高。
丙烯用量低于27%时,其硫化胶及生胶强度均增加,但永久变形会增大,弹性会下降(3)”根据第三单体加入的种类不同,EPDM分为E、D和H型,即加入的第三单体分别为亚乙基降冰片烯(ENB)、双环戊二烯(DCPD)和1, 4己二烯(HD),第三单体用量高,EPDM不饱和度高,硫化速度快,但其耐热性能变差。
1.2 EPDM的性能总的来说,EPDM具有高度的化学稳定性、卓越的耐天候性,其耐臭氧、耐热性能及其耐水蒸气性能也相当优异,同时还具有良好的电绝缘及耐磨性能;与硅橡胶、氟橡胶相比,其物理机械性能和综合性能比较均衡。
但其硫化速度较慢,黏结性及耐脂肪族溶剂性能较差。
(1)耐热空气老化性能EPDM具有优异的耐臭氧、耐热、耐天候性能,在通用橡胶中其老化性能最好。
超细全硫化粉末橡胶(UFPR)/EPDM共混物的结构与性能唐远旺1田明1卢咏来2张立群2*(1北京市新型高分子材料制备与加工重点实验室,2教育部纳米材料重点实验室,北京化工大学57#,100029)传统的橡胶共混分散相的尺寸是很难达到100纳米左右,除非两种橡胶完全热力学相容。
乔金梁等人利用橡胶乳液,采用辐射交联方法制备了超细全硫化粉末橡胶(UFPR) [1~3],交联的橡胶粒子原生粒径在50nm~150mm左右[4,5]。
UFPR/热塑性塑料共混物具有很好平衡的力学性能[4~9]。
将UFPR与EPDM直接共混制备了UFPR/EPDM 共混物,研究了共混物的结构与性能。
超细全硫化粉末丁苯橡胶(UFPSBR),牌号VP-108(粒径约100nm, 苯乙烯含量50%);超细全硫化粉末丁腈橡胶(UFPNBR),牌号VP-401(丙烯腈含量26%,粒径约100纳米),北京北化研化工新技术公司生产。
EPDM,牌号4045(乙烯含量52%,ENB含量7.7%,ML100℃1,45)。
吉林石油化工有限公司合成橡胶厂生产。
采+4用DCP在160℃硫化共混物。
结果与讨论使用OsO4染色对UFPSBR/EPDM共混物的TEM观察如Fig.1a~c所示,无论共混比UFPSBR/EPDM为多少共混物都呈明显的海-岛两相结构,浅灰色为EPDM连续相,深灰色为UFPSBR分散相,在共混比UFPSBR/EPDM为10/90时(Fig.1a),UFPSBR 分散相呈近似的球状,分散相的尺寸约在200nm,分散相为UFPSBR的原生粒子或者两三个原生粒子的聚集体。
随着UFPSBR加入量逐渐增加,分散相的尺寸也随之增大(Fig.1b,c),而且分散相有明显的取向,呈现长条状分散,这是由于开炼机的强剪切作用使聚集体被拉成条状。
条状分散相的尺寸大小不一,远大于UFPSBR的原始粒径100nm。
值得注意的是当UFPSBR/EPDM为60/40时,也没有发生相反转,UFPSBR仍为分散相,这是由于UFPSBR是已经交联的橡胶粒子,它的分散类似于无机填料在橡胶中的分散。
PTFE用改性填料介绍PTFE具有优异的耐腐蚀和耐化学性能,但其耐蠕变性能较差,摩擦学相关性能较差、硬度低。
为提高PTFE的综合性能,各类填料被添加其中。
填料的加入,在一定程度上会降低PTFE的拉伸性能,但可显著改善其尺寸稳定性、抗蠕变性和耐磨性能等其他性能,部分填料甚至可以改善导热、导电性能。
因此,综合而言,填料改性是利大于弊。
填料对PTFE抗蠕变性和耐模型的作用机制可以描述为如下:(1)由于PTFE 基体质地软而填料颗粒具有较高的强度和刚度,填料优先于PTFE基体承受外界负载,从而降低PTFE本体所受的作用力,起到支承负荷的作用,同时,在正压力的作用下,部分填料颗粒被重新嵌入PTFE基体中,减少PTFE因外力从表面抽出的机会,提高其摩擦性能;(2)填料在PTFE内部形成网络节点或网络结构,束缚PTFE,阻止PTFE的形变位错和分子量的运动。
填料自身的特性对PTFE复合材料的综合性能有重要影响,这些特性包括但不局限于填料粒径、几何形状、比表面积、硬度等。
填料颗粒的粒径越小,只要能分散均匀,填充材料的力学性能就越好。
但另一方面,填料粒径越小,要实现其均匀分散的难度越高,需要更多的助剂和更好的加工设备,加工成本也越高。
因此,宜根据实际需要选择适当粒径的填料是必要的。
填料的几何形状有不规则形、球形、片状、纤维状、块状等。
填料的几何形状是影响填料在填充塑料中所起作用的重要因素之一。
填料的比表面积大小对于填料与基体树脂之间的亲和性、填料表面的活化处理都有直接关系。
比表面积越大,对树脂改性的效果越好。
填料的硬度对塑料加工设备的磨损关系重大。
硬度高的填料可以提高塑料制品的耐磨性,但会增加加工设备的磨损。
根据填料类型,PTFE用填料可分为无机材料和有机材料两大类。
相对而言,无机填料与PTFE本体相容性差,分散难度大,而有机填料与PTFE相容性好,易均匀分散。
为提高填料与PTFE间的相容性,在填料改性前,往往需要对填料进行表面改性。
综述CHINA SYNTHETIC RESIN AND PLASTICS合 成 树 脂 及 塑 料 , 2022, 39(4): 70随着现代科技的飞速发展,对高性能材料的需求日益增加,聚四氟乙烯(PTFE)作为一种性能优良的工程塑料,在许多领域具有广泛的应用[1-2]。
PTFE是由单体四氟乙烯聚合而成[3],分子结构为一种螺旋构象,即C—C骨架全部被周围的F原子包裹。
同时由于C—F的键能很高不易断裂,使PTFE可以抵抗强酸、强碱、油脂、纯氧化剂和有机溶剂等的腐蚀,但缺点是强度较低,不利于成型加工,机械磨损率高,特别是在受外力作用下会产生严重的蠕变现象,极大地限制了PTFE 的应用。
因此对PTFE的改性显得尤为重要[2]。
目前,PTFE的改性方法主要有表面改性、填充改性和共混改性。
本文详细阐述了PTFE改性的几种方法,并研究了改性方法对PTFE复合材料力学性能、摩擦性能和介电性能的影响。
DOI:10.19825/j.issn.1002-1396.2022.04.15 *1 PTFE的改性1.1 表面改性由于PTFE表面结合能较小,不易与其他化合物和小分子反应,同时其他填料也很难附着在PTFE表面。
采用物理化学法对PTFE表面进行处理,可以在PTFE表面产生反应位点同时提高表面的粗糙程度,改善PTFE表面的疏水性、亲核性和防污性能。
常见的处理方法主要有等离子体处理法、电子辐照处理法、偶联剂处理法[4]。
聚四氟乙烯改性现状及研究进展左 程1,肖 伟2*(1. 江苏扬建集团有限公司 扬州华正建筑工程质量检测有限公司,江苏 扬州 202105;2. 上海工程技术大学 数理与统计学院,上海 201620)摘要:综述了近几年国内外聚四氟乙烯(PTFE)改性的研究进展,并总结了表面改性、填充改性和共混改性的优缺点,着重分析了填料对PTFE力学性能、摩擦性能和介电性能的影响。
最后对PTFE改性工艺的发展趋势和前景进行了展望。
氟碳橡胶改性涂层材料赋予橡胶表面的耐磨、防粘等特性V1.0在航空航天工业、汽车工业、机械制造、石油开采、炼油及其他工业生产中,需要大量在燃油、润滑油、液压油等油类中使用的橡胶制品,然而按标准工艺生产的橡胶制品均存在耐磨性、耐油等方面的不足,人们通过采用各种化学粘结、等离子喷涂、离子注入等方法,对橡胶进行处理,皆因过程复杂、设备昂贵、性能不理想, 而得不到广泛应用;即使是二氟化氙(XeF2)表面氟化的表面处理也因需要特殊设备而无法进入寻常生产厂而同样得不到广泛的应用。
因此操作简单,处理效果好的表面处理是工业界急需要找寻的工艺方法。
氟碳表面改性涂层材料赋予普通橡胶的表面耐磨、防粘、耐腐等特性来解决这类问题。
一、普通橡胶普遍存在的问题:1、耐油问题:橡胶制品在使用过程如果和油类介质长期接触,油类能渗透到橡胶内部使其产生溶胀,致使橡胶的强度和其他力学性能降低。
油类能使橡胶发生溶胀,是因为油类渗入橡胶后,产生了分子相互扩散,使硫化胶的网状结构发生变化。
橡胶的耐油性,取决于橡胶和油类的极性,橡胶分子中含有极性基团,如氰基、酯基、羟基、氯原子等,会使橡胶表现出极性。
极性大的橡胶和非极性的石油系油类接触时,两者的极性相差较大,此时橡胶不易溶胀。
如丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、丙烯酸酯橡胶、氯醇橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、氟橡胶、氟硅胶等对非极性的油类有良好的耐油性。
近年来,世界各国都在大力开发综合性能优良的耐油橡胶,主要是利用合成阶段的改性、多元共聚,加工阶段的不同橡胶共混、橡塑并用、添加有用的填充剂等方法来改善耐油橡胶的综合性能,已取得了很大的成效。
2、耐磨性问题橡胶的主要用途之一是用作活动密封件。
由于旋转轴的转速较高,密封制品要承受很大的摩擦扭矩,尤其是在润滑效果不良的情况下,密封区域的生热较大,会导致胶料发粘或与金属粘合性能提高,使密封件破坏,进而导致密封失效。
降低摩擦区域温度比较有效的方法之一是在橡胶中加入润滑填料,以降低胶料的摩擦因数。
多巴胺氧化自聚改性聚四氟乙烯纤维的制备及其性能0 引言在水处理等行业中,借助PTFE优异的化学稳定性,可以将其作为过滤材料用于盐、酸、碱物质的制作中,前提是纤维满足相关亲水性要求。
聚多巴胺是组成贻贝中黏合蛋白的主要成分,其几乎可以在所有材料表面附着,并具有一定的涂覆作用,可以当作强力修饰剂使用。
处于氧化条件中,水溶液中的多巴胺能够自发聚合,最终在材料表面形成聚多巴胺层。
现阶段,虽然已经有很多学者研究PTFE膜改性问题,并且已经拥有较为丰富的研究成果,但是很少有学者研究PTFE纤维的亲水改性。
笔者以其作为研究对象,在PTFE纤维亲水改性过程中运用多巴胺氧化自聚反应,促进纤维表面形成聚多巴胺层,使纤维拥有更小的静态水触角,最终实现亲水的目标。
1 聚四氟乙烯材料和多巴胺材料概述聚四氟乙烯(PTFE)属于新型高性能材料,其具有热稳定性好、化学稳定性高等优势,现如今该材料已经在建筑、环保、军工、医疗、纺织等行业得到广泛应用。
同时,在各种已知的固体材料中,PTFE拥有最小的表面能,拥有显著的不黏性和疏水性,对其实际应用形成了严重限制[1]。
近年来,为了使PTFE拥有更低的疏水性,使其可更好地黏结在其他材料上,很多学者开始研究PTFE材料表面改性,并且总结出了表面沉积改性、等离子体处理、辐射接枝处理、化学腐蚀处理等方法。
其中,化学腐蚀处理会使PTFE表面受到较大程度破坏,并且在处理后会产生各种化学废液,若是无法采取有效的处理措施会导致严重的环境污染问题;等离子体处理虽然拥有不产生污染和只需较短处理时间的优势,但是却需要相关企业在前期投入较多资金用于购买设备,且维持改性效果的时间较短[2]。
也有相关学者提出了一种新兴的表面改性方法,也就是多巴胺诱导表面沉积改性,通过实际研究可知,几乎在所有材料表面上多巴胺都可附着,并起到涂覆效果,如:玻璃、聚乙烯、铁、聚偏氟乙烯等。
多巴胺属于组成贻贝中黏合蛋白的重要成分,其属于胺类化合物且含有儿茶酚,可作为启发性表面化学的强力修饰剂。