氟聚合物耐磨自润滑涂层的性能与工程应用效果

含氟低表面能聚合物 ptfe
聚四氟乙烯（PTFE）是一种含氟低表面能聚合物，具有许多独
特的性质和应用。

首先，PTFE具有出色的耐化学腐蚀性能，能够耐
受许多强酸、强碱和有机溶剂的侵蚀，因此被广泛用于化工设备和
管道的涂层。

其次，PTFE具有极低的表面张力，使其成为一种优秀
的防粘涂料。

例如，烹饪用具中常使用PTFE涂层以防止食物粘连。

此外，PTFE还具有优异的耐热性能，能够在极端温度下保持稳定，
因此被用于制造高温密封材料和润滑脂。

此外，PTFE还具有良好的
电绝缘性能和耐老化性能，因此在电气和电子领域也有广泛的应用。

总的来说，PTFE作为一种含氟低表面能聚合物，具有多种优异的性能，使其在工业和日常生活中有着广泛的应用前景。

目录中文摘要 (1)英文摘要 (2)第一章绪论 (3)1.1 自润滑复合材料的研究及应用 (3)1.2 自润滑复合材料的类型 (3)1.3 自润滑复合材料及其摩擦学研究现状 (5)1.4 PTFE基三层复合材料的研究及应用 (5)1.5本论文研究的目的及内容 (7)第二章 PTFE三层复合材料实验测试 (8)2.1 实验装置 (8)2.2 实验条件 (9)2.3 实验小结 (10)第三章不同填料组合对复合材料摩擦学性能的影响 (11)3.1 三层复合材料的配方 (11)3.2 干摩擦条件下的实验结果和分析 (11)3.2.1 实验条件 (11)3.2.2 实验结果 (12)3.2.3 实验分析 (13)3.3 边界润滑条件下的实验结果和分析 (22)3.3.1 实验条件 (22)3.3.2 实验结果 (22)3.3.3 实验分析 (23)3.4 油润滑条件下的实验结果和分析 (33)3.4.1 实验条件 (33)3.4.2 实验结果 (33)3.4.3 实验分析 (34)3.5 本章小结 (43)第四章不同填料的PTFE基三层复合材料磨损机理分析 (44)4.1 不同填料加入量对磨损机理的影响 (44)4.1.1 石墨加入对磨损机理的影响 (44)加入对磨损机理的影响 (45)4.1.2 MoS24.2 填料种类对磨损机理的影响 (46)4.3 多种填料协同添加对磨损机理的影响 (47)4.4 本章小结 (49)第五章结论及展望 (50)5.1 结论 (50)5.2 展望 (50)致谢 (50)参考文献 (50)插图清单未找到图形项目表。

图4.1.2干摩擦12#和13#光学显微照错误!未定义书签。

图4.2 干摩擦22#和23#光学显微照 .................................... 错误!未定义书签。

图4.3 干摩擦10#，12#和14#光学显微照 (49)表格清单未找到图形项目表。

PTFE基耐磨固体润滑涂层的摩擦学性能杨伟春;康鹏飞;陈毅明;郭培锐;邱明【摘要】采用黏接固体润滑涂层法，以聚四氟乙烯为润滑剂，利用喷涂方式在试样上制备2种PTFE 基固体耐磨涂层，并采用HSR-2M型高速往复式摩擦磨损试验机对其摩擦学性能进行研究。

研究结果表明，水性全氟涂层的摩擦因数不稳定且明显高于油性全氟；随着固化条件的改变，涂层的摩擦因数和磨损量也出现不同程度的变化；当采用油性全氟为润滑剂，固化温度为260℃，固化时间为30 min时，PTFE基耐磨涂层的摩擦因数和磨损量均最小，此时涂层的摩擦学性能最优。

%Based on the bond solid lubricant coating method,two kinds of PTFE base solid wear-resisting coatings were prepared on the disc sample by spraying method and using PTFE as solid lubricant,and their tribological properties were investigated by HSR-2M high-speed reciprocating tribo-tester.The results show that the friction coefficient of water-based perfluorinated coating is unstable and apparently higher than that of oily perfluorinated coating.Friction coefficient and wearing capacity of the coatings are changed at a different degree along with the change of the curing conditions of the coat-ings.When using oily perfluorinated compound as solid lubricant and selecting the curing temperature of 260 ℃ and the curing time of 30 min,the prepared PTFE base wear-resistant coating has the lowest friction coefficient and wearing capac-ity,and the optimal tribological properties.【期刊名称】《润滑与密封》【年(卷),期】2014(000)010【总页数】4页(P92-95)【关键词】聚四氟乙烯;耐磨涂层;固化;摩擦磨损【作者】杨伟春;康鹏飞;陈毅明;郭培锐;邱明【作者单位】新昌县产品质量监督检验所浙江新昌312500;新昌县产品质量监督检验所浙江新昌312500;新昌县产品质量监督检验所浙江新昌312500;河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003;河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003【正文语种】中文【中图分类】TH117.1固体润滑是将一些固体润滑剂以粉末或薄膜的形式使用，这些固体润滑剂具有减小摩擦和磨损的作用。

氟聚合物在精细化工方面的应用
氟聚合物是一类具有特殊性能的高分子材料，具有抗腐蚀、耐温、耐磨、耐化学腐蚀、绝缘、结构稳定等优点，在精细化工方面有广泛的应用。

1、用于润滑剂的制备：氟聚合物可以用于制备润滑剂，其具
有良好的润滑性能，能够提高机械的可靠性和耐久性，减少摩擦磨损，提高机械的使用寿命。

2、用于油墨的制备：氟聚合物具有优良的耐水性、耐油性、
耐溶剂性和耐腐蚀性，可以用于制备油墨，提高油墨的耐久性和耐水性，减少油墨的污染性。

3、用于涂料的制备：氟聚合物具有良好的抗氧化性、耐热性
和耐腐蚀性，可以用于制备涂料，提高涂料的耐久性和耐水性，减少涂料的污染性。

4、用于粘合剂的制备：氟聚合物具有良好的粘接性，可以用
于制备粘合剂，提高粘合剂的耐久性和耐水性，减少粘合剂的污染性。

5、用于塑料的制备：氟聚合物具有良好的耐水性、耐油性、
耐溶剂性和耐腐蚀性，可以用于制备塑料，提高塑料的耐久性和耐水性，减少塑料的污染性。

第27卷 第6期2007年12月航 空 材 料 学 报J OURNA L O F A ERONAU T ICAL MAT ER I AL SV o l 27,N o 6 D ecember 2007金属-氟塑料自润滑材料的摩擦磨损特性李卫京1, 崔世海2, 韩建民1(1 北京交通大学机械与电子控制工程学院,北京100044;2 天津科技大学机械工程学院,天津300222)摘要:对奥贝球铁衬套材料和金属氟塑料自润滑衬套材料的摩擦磨损性能进行研究。

结果表明,金属氟塑料自润滑材料与45钢配副的摩擦系数远远低于奥贝球铁材料与45钢配副,金属氟塑料自润滑材料的耐磨性能也优于奥贝球铁材料。

由于金属氟塑料自润滑材料优良的自润滑性能,与其配对的45钢的磨耗量也远远低于与A D I 对磨的45钢。

关键词:衬套材料;金属氟塑自润滑材料;耐磨性中图分类号:U 270 4;TH 117 3 文献标识码:A 文章编号:1005-5053(2007)06-0075-04收稿日期:2007-01-04;修订日期:2007-03-15作者简介:李卫京(1963 ),女,高级工程师,主要从事高性能结构材料的制备和成形研究,(E -ma il)w jli@b-j t u edu cn 。

金属-氟塑料复合自润滑材料是由钢背-多孔青铜-填充聚四氟乙烯(PTFE )构成的金属/塑料多层复合自润滑材料,它综合了金属和聚四氟乙烯塑料的优点,具有机械强度高、导热性能优良、热膨胀系数小、摩擦系数低、耐磨性能好及使用温度范围宽等优点,可在干摩擦条件下长期使用,在飞机、汽车、摩托车、轻工机械、纺织机械、石油化工、冶金及家用电器等领域有着广泛的应用前景[1~6]。

本工作对金属-氟塑料自润滑复合材料与45钢组成的摩擦副的干摩擦磨损性能进行研究,作为对比,同时研究奥贝球铁(AD I)材料与45钢组成的摩擦副的摩擦磨损性能,以比较这两对摩擦副材料的摩擦系数和磨损特性,供选用销套摩擦副材料参考。

有机氟材料的结构与性能及其在涂料中的应用随着科学及人类生活的进步和改善,涂料越来越多的被应用于高温、腐蚀性强、污染度高等劣环境中,因而人们对涂料性能的要求也越来越高。

氟系涂覆材料由于其优异的耐侯性、耐腐蚀性、耐热性、耐化学品性、防污性、斥水斥油性及低摩擦性等优良特性,而成为化工设各、海上平台、大型船舶防护等极端恶劣环境中使用的最高技术涂料。

特别是近年未,出现了可保持光泽10 年以上的交联型氟树脂涂料,使氟涂料正在建筑、重防腐、汽车涂装等领域取得惊人的发展,并由此引发了涂料市场的巨大变革,开始实现超长耐候性(可达30 年) 及大型被涂物的免维修等目标。

1 氟材料的结构特点氟涂料的优异性能,从分子结构而言,一般聚烯烃分子的碳链呈锯齿形,如将氢原子换成氟原子,由于氟原子电负性大,原子半径小,C —F 键短,键能高达500KJ / mol ,而且由于相邻氟原子的相互排斥,使氟原子不在同一平面内,主链中C —C —C 键角由112°变为107°,沿碳链作螺旋分布,故碳链四周被一系列性质稳定的氟原子所包围。

由于是对称分布,整个分子呈非极性;又因氟原子极化率低,碳氟化合物的介电常数和损耗因子均很小,所以其聚合物是高度绝缘的,在化学上突出的表现是高热稳定性和化学惰性。

另外,通常太阳能中对有机物起破坏作用的是可见光2紫外光部分,即波长为700～200nm 之间的光子,而全氟有机化合物的共价键能达544KJ / mol ,接近220nm 光子所具有的能量。

由于太阳光中能量大于220nm 的光子所占比重极微,所以氟系涂料耐候性极好。

全氟碳链中,两个氟原子的范德华半径之和为0. 27nm ,基本上将C —C —C 键包围填充。

这种几乎无空隙的空间屏障使任何原子或基团都不能进入而破坏C —C 键。

因此,其耐化学性极好。

2 含氟树脂涂料的发展过程及主要品种氟树脂的历史始于1938 年,美国的Plunket 博士发现四氟乙烯室温下聚合生成白色粉末。

氟橡胶胶乳的自润滑性能研究及应用氟橡胶是一种高性能的合成橡胶材料，其具有优异的耐油、耐溶剂、耐酸碱、耐高温和尺寸稳定性等特点，广泛应用于汽车、航天航空、化工和制药等领域。

然而，随着氟橡胶的应用范围的扩大，其在高温高速工作条件下的自润滑性能成为一个关键问题。

自润滑性能是指材料在摩擦或滑动过程中产生的润滑膜，在减少摩擦损失和延长使用寿命方面起到重要作用。

对于氟橡胶而言，提高其自润滑性能可以有效降低摩擦阻力，减少能量损耗，提高机械效率，并且延长使用寿命。

目前，关于提高氟橡胶胶乳的自润滑性能的研究主要集中在以下几方面：一、添加润滑剂添加润滑剂是提高氟橡胶胶乳自润滑性能的一种有效方法。

通过添加适量的润滑剂，可以在氟橡胶表面形成一层润滑膜，从而减少摩擦阻力和磨损。

常用的润滑剂包括硅油、氟化石蜡等。

研究发现，添加适量的润滑剂可以显著提高氟橡胶的自润滑性能，降低摩擦系数和磨损率。

二、表面改性通过表面改性可以改变氟橡胶表面形貌和化学组成，提高其自润滑性能。

一种常用的表面改性方法是利用等离子体处理技术，通过改变氟橡胶表面的能量状态和表面化学活性，形成一层具有润滑作用的表面层。

研究表明，表面改性可以显著改善氟橡胶的自润滑性能，减少摩擦阻力和磨损。

三、添加纳米材料添加纳米材料是提高氟橡胶胶乳自润滑性能的另一种有效方法。

纳米材料具有特殊的物理和化学性质，可以在氟橡胶表面形成一层具有良好润滑性能的纳米润滑膜。

常用的纳米材料包括纳米二氧化硅、纳米氧化铝等。

研究发现，添加适量的纳米材料可以显著提高氟橡胶的自润滑性能，降低摩擦系数和磨损率。

在氟橡胶胶乳的应用方面，提高其自润滑性能可以进一步拓宽其应用领域。

例如，在汽车制造领域，将具有良好自润滑性能的氟橡胶应用于发动机密封件和悬挂系统等关键部件，可以有效降低能量损耗，提高汽车的燃油经济性和使用寿命。

在航天航空领域，提高氟橡胶胶乳的自润滑性能可以减小摩擦和磨损，降低航天器的维护成本，并提高飞行安全性。