表面改性硅灰石纤维填充PTFE复合材料的摩擦学性能

硅灰石硅灰石属于链状偏硅酸盐，结晶结构决定了其性质，硅灰石的结晶平行于(100) 面的解离完全，平行于（001）和（102）的解理也较明显，所以即使是细小颗粒，也呈纤维状或针状。

由于其特殊的晶体形态，且同时具有很高的白度、良好的介电性能和较高的耐热性能，因而硅灰石广泛地应用于陶瓷、化工、冶金、造纸、塑料、涂料等领域经特殊粉体加工处理的硅灰石针状粉，经表面活化改性后，在橡胶、塑料、涂料中的用量正呈大幅上升趋势。

硅灰石理化性能煅烧高岭土高岭土系列产品的主要应用：（1）造纸工业：有较好的覆盖力和光泽度，使得涂层具有良好的松厚性和适印性。

主要应用于涂布纸、铜版纸、涂布白纸板、铸涂纸中。

（2）涂料工业：作为体质颜料和多功能添加剂代替立德粉和钛白粉10～20％，可适应任何涂料体系。

改善涂料贮存稳定性，涂刷性，抗吸潮性及抗冲击性等，改善颜料的抗浮色和发花性。

（3）塑料工业： A、电缆：改性煅烧高岭土具有极好的电绝缘性能（较高的体积电阻率）。

应用于电缆的绝缘护套，提高绝缘性能5 ~ 10倍。

特别是用于海底电缆，耐海水侵蚀，并提高绝缘性能。

B、农膜：改性煅烧高岭土对7 ~ 25μm波长的红外线具有阻隔作用，可使农膜内的夜间温度提高2 ~ 3℃。

同时，由于改性煅烧高岭土的加入，农膜棚中的直射射线减少，而散射射线增加，使农作物受光照均匀，有利于农作物的光合作用。

（4）橡胶工业：利用煤系高岭土特殊处理制作而成的硅铝炭黑，经过表面改性处理，可大大提高橡胶的补强效果，在汽车轮胎、EPDM等橡胶应用中，达到甚至在某些方面超过炭黑或白炭黑的补强性能。

（5）石化工业：在石油加工中，作催化剂使用。

具有较高的基质活性、较强的抗重金属污染能力、较好的催化活性和选择性。

也可用于农药作载体。

（6）陶瓷工业：可塑性、粘结性、烧结性能好，制品色白、致密、机械强度大，可用于高低压电瓷、各种陶瓷的坯体和釉料，亦用于各种耐火材料。

（7）环保工业：① 以高岭土为原料合成4A分子筛，可作为合成洗涤剂中的洗涤助剂，替代三聚磷酸钠，生产无磷洗衣粉，以减少磷对环境的污染。

张军，吴家祥，任鑫鑫，姚淼，武双章，黄骏逸，李裕春ZrH 2填充改性Al/PTFE 的力学响应与毁伤性能张军1，2，吴家祥2，任鑫鑫2，姚淼2，武双章2，黄骏逸2，李裕春2（1.中国人民解放军78102部队，四川成都610031；2.陆军工程大学野战工程学院，江苏南京210007）摘要：为了研究ZrH 2对Al/PTFE 反应材料力学响应与毁伤性能的影响，采用冷压烧结工艺制备了Al/ZrH 2/PTFE 、Al/PTFE 和纯PTFE 三种材料的圆柱体与药型罩试件，通过准静态压缩、落锤冲击和高速撞靶实验，对三种材料的力学性能、撞击感度与撞靶毁伤效能进行了对比研究。

实验结果表明：三种PTFE 基材料均为弹塑性材料，都存在应变硬化效应，质量分数为10%的ZrH 2能提高Al/PTFE 反应材料的力学强度，使其屈服强度与失效应力分别达到22.2Mpa 与93.3Mpa ，也可降低材料撞击感度，使其点火激发能增加1.93J ，并通过活化分解参与反应保证材料能量释放水平不受影响。

两种含能药型罩在撞靶过程中能发生撞击释能反应，产生穿/扩孔综合效应，形成花瓣式外翻的穿孔形式，与惰性毁伤元相比，反应材料的撞击‑反应双重毁伤效应能大幅提升其扩孔能力，在Al/PTFE 反应材料中引入适量添加剂ZrH 2，能进一步增强材料的撞靶毁伤效能。

关键词：填充改性；Al/PTFE 反应材料；准静态压缩；落锤冲击；高速撞靶；力学响应；毁伤性能中图分类号：TJ450文献标志码：ADOI ：10.11943/CJEM20201971引言铝/聚四氟乙烯（Al/PTFE ），是最具代表性的反应材料之一，具有能量密度高、稳定性好、较易制备等特性，在冲击荷载作用下，Al 与PTFE 可发生高放热的氧化还原反应［1-3］，可制成具有撞击‑反应双重毁伤效应的含能战斗部。

打击目标时，含能战斗部除了具有常规弹丸的动能穿甲特性，还能释放化学能，产生爆炸冲击、超压、燃烧等综合杀伤效应［4］。

1．聚四氟乙烯聚四氟乙烯是用于密封的氟塑料之一。

聚四氟乙烯以碳原子为骨架，氟原子对称而均匀地分布在它的周围，构成严密的屏障，使它具有非常宝贵的综合物理机械性能(表14—9)。

聚四氟乙烯对强酸、强碱、强氧化剂有很高的抗蚀性，即使温度较高，也不会发生作用，其耐腐蚀性能甚至超过玻璃、陶瓷、不锈钢以至金、铂，所以，素有“塑料王”之称。

除某些芳烃化合物能使聚四氟乙烯有轻微的溶胀外，对酮类、醇类等有机溶剂均有耐蚀性。

只有熔融态的碱金属及元素氟等在高温下才能对它起作用。

聚四氟乙烯的介电性能优异，绝缘强度及抗电弧性能也很突出，介质损耗角正切值很低，但抗电晕性能不好。

聚四氟乙烯不吸水、不受氧气、紫外线作用、耐候性好，在户外暴露3年，抗拉强度几乎保持不变，仅伸长率有所下降。

聚四氟乙烯薄膜与涂层由于有细孔，故能透过水和气体。

聚四氟乙烯在200℃以上，开始极微量的裂解，即使升温到结晶体熔点327℃，仍裂解很少，每小时失重为万分之二。

但加热至400℃以上热裂解速度逐渐加快，产生有毒气体，因此，聚四氟乙烯烧结温度一般控制在375～380℃。

聚四氟乙烯分子间的范德华引力小，容易产生键间滑动，故聚四氟乙烯具有很低的摩擦系数及不粘性，摩擦系数在已知固体材料中是最低的。

聚四氟乙烯的导热系数小，该性能对其成型工艺及应用影响较大。

其不但导热性差，且线膨胀系数较大，加入填充剂可适当降低线膨胀系数。

在负荷下会发生蠕变现象，亦称作“冷流”，加入填充剂可减轻蠕变程度。

聚四氟乙烯可以添加不同的填充剂，选择的填充剂应基本满足下述要求：能耐380℃高温即四氟制品的烧结温度；与接触的介质不发生反应；与四氟树脂有良好的混入性；能改善四氟制品的耐磨性、冷流性、导热性及线膨胀系数等。

常用的填充剂有无碱无蜡玻璃纤维、石墨、碳纤维、MoS2、A123、CaF2、焦炭粉及各种金属粉。

如填充玻璃纤维或石墨，可提高四氟制品的耐磨、耐冷流性，填充MoS2可提高其润滑性，填充青铜、钼、镍、铝、银、钨、铁等，可改善导热性，填充聚酰亚胺或聚苯酯，可提高耐磨性，填充聚苯硫醚后能提高抗蠕变能力，保证尺寸稳定等。

聚苯酯填充聚四氟乙烯机械性能和摩擦学性能研究张宏飞;高永操;王廷梅;张新瑞【摘要】采用冷压-热烧结法制备聚苯酯(POB)改性聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,考察聚苯酯含量以及在110℃的航空液压油中浸泡后对改性PTFE材料机械性能和摩擦磨损性能的影响.试验结果显示:改性PTFE材料的硬度与聚苯酯含量成正比,而拉伸强度和拉断裂伸长率与聚苯酯含量成反比;改性PTFE材料的摩擦因数随聚苯酯含量增加先增大后减小,体积磨损率则呈减小趋势;改性PTFE材料的摩擦因数随着载荷增大而减小,而磨痕宽度随载荷的增大而增大;质量分数20％聚苯酯改性PTFE 的综合性能最优,并且具有很好的稳定性,在航空液压油浸泡后其性能变化不明显.%The PTFE composites reinforced with different content of polybenzoate (POB)filler were prepared by molding-sintering technique.The effects of POB content and 110 ℃ aircraft hydraulic immersion and sliding conditions on the mechanical and tribological behaviors were studied.The results show that with the increasing of the content of POB,the hardness of POB filled PTFE composites is increased,the tensile strength and elongation are decreased,the friction coefficient is first increased and then decreased,the wear rate is decreased.With the increasing in applied load,the friction coefficient of POB filled PTFE composites is deceased and the wear rate is increased.20％ (mass fraction) POB filled PTFE composites exhibit excellent comprehensive performance and stability in aircraft hydraulic oil.【期刊名称】《润滑与密封》【年(卷),期】2017(042)001【总页数】5页(P97-101)【关键词】聚四氟乙烯;机械性能;摩擦磨损;稳定性【作者】张宏飞;高永操;王廷梅;张新瑞【作者单位】陆航驻洛阳地区军事代表室河南洛阳471009;豫北机械厂河南新乡453003;中国科学院兰州化学物理研究所甘肃兰州730000;中国科学院兰州化学物理研究所甘肃兰州730000【正文语种】中文【中图分类】TH117.1聚四氟乙烯(PTFE)性能优良，有“塑料王”的美誉，是目前应用于动密封的关键材料，但其在使役过程中，易冷流，抗蠕变和回弹性能差，导致聚四氟乙烯密封材料的密封可靠性和寿命难以满足实际应用的需求[1-3]。

表面处理对碳纤维及其复合材料性能的影响摘要：碳纤维表面活性官能团较少，难以与极性聚合物相容。

通过碳纤维的表面处理，可以接枝官能团和短支链、长链结构和聚合物等，可以改变碳纤维的比表面积和表面极性，提高其与基体的相容性，并扩展碳纤维的适用范围。

关键词：表面处理；碳纤维；复合材料；性能影响前言碳纤维作为最受关注的高性能纤维之一，其表面改性一直受到人们的广泛关注。

国外尤其是日本、美国等发达国家对于碳纤维的制备、改性已有较深入的研究，并取得了一系列成果。

目前，国内外对于碳纤维表面接枝法的研究较多，且普遍围绕如何提高碳纤维与基体复合材料的界面粘结力展开。

碳纤维与基体复合材料的界面粘结机理十分复杂，目前虽已有一些实验和理论对此进行了说明，但相关研究者尚未达成统一认识，仍需进行大量深入的研究。

利用化学接枝法可以有效增加碳纤维的表面粗糙度，提高碳纤维与基体间的粘结力，保证碳纤维材料高强性能的有效发挥。

1氧化法氧化法根据氧化介质不同分为液相氧化、气相氧化、电化学氧化等。

液相或气相氧化是将碳纤维置于具有氧化性的液体或气体中处理的方法。

采用HNO3氧化处理碳纤维，并将处理结果与其他研究人员的结果做对比，发现不同研究人员的研究结果差异较大。

他们认为硝酸氧化处理，可以消除碳纤维制备过程中表面存留的碎片但是表面刻蚀效果并不明显。

王影[4]将碳纤维置于臭氧气氛中进行处理，结果发现臭氧处理后，碳纤维表面发生一定程度的刻蚀，致使碳纤维表面变粗糙，但是表面的氧元素含量、含氧极性官能团的相对含量都有所增加。

臭氧处理后的碳纤维表面仍为类石墨结构，但表面石墨化程度下降，表面被活化。

2高能辐射处理法高能辐射处理是利用高能射线发出的微粒子或者等离子体轰击纤维的表面，在纤维表面与树脂基体间产生化学键合作用，提高树脂基体对碳纤维的润湿性。

采用电晕放电的方式产生低温等离子体。

通过该途径产生的低温等离子体包括大量活性离子，这些粒子能与碳纤维表面发生相互作用，清洁纤维表面，使碳纤维表面变粗糙，同时产生微观球状结构；根据放电气体的不同，在纤维表面引入不同的化学基团；改变纤维表面的接触角和表面能。

耐磨聚四氟乙烯填充件石墨四氟管的用途？一、改性四氟棒介绍ptfe四氟铁氟龙填充石墨管是以聚四氟乙烯塑料为基料，填充石墨增强剂（或者碳纤维等）后制得的增强塑料。

石墨能提高聚四氟乙烯的耐磨性，导热性，自润滑性，导电性，耐热变形等。

适用于耐高温，耐磨，耐腐蚀等环境下使用，除食品，绝缘，氧化剂环境下外，石墨改性（增强，填充）聚四氟乙烯基本能代替原聚四氟乙烯能用的环境。

1.1四氟材料在温度低于-185℃时会变脆，高于260℃时会蠕变裂解，所以不应用于过高的温度。

四氟导热系数较低且线膨胀系数较大在负荷下会发生冷流现象，添加不同的填充剂如玻璃纤维、石墨、二硫化钼、青铜粉等可改善四氟棒的性能。

1.2改性四氟棒使用行业：化工、石化、炼油、氯碱、制酸、磷肥、制药、农药、化纤、染化、焦化、煤气、有机合成、有色冶炼、钢铁、原子能及高纯产品生产（如离子膜电解），粘稠物料输送与操作，卫生要求高度严格的食品、饮料等加工生产部门。

1.3使用设备：管道、阀门、泵、压力容器、热交换器、冷凝器、发电机、空气压缩机、排气管、制冷机等法兰连接处的密封部位。

二、石墨四氟管简介又称：石墨套筒、石墨ptfe管材、石墨聚四氟乙烯管、黑色铁氟龙管、填充聚四氟乙烯模压管材，聚四氟乙烯填充石墨管材，ptfe四氟铁氟龙填充石墨管，改性填充石墨PTFE四氟管，聚四氟乙烯（PTFE）+石墨，新型聚四氟乙烯石墨件。

图1 石墨四氟管来源：深圳丹凯特性：1.使用温度范围十分广泛(摄氏从-200度到+260度)；2.基本上对所有化学物质都具抗腐蚀性除了一些氟化物和碱性金属液。

3.极好的机械性能包括抗老化性特别对于弯曲和摆动方面应用。

4.杰出的阻燃性(符合ASTM-D635 和D470测试步骤，在空气中被归为阻燃材料。

5.优良的绝缘特性(无论其频率和温度如何)。

6.吸水率极低，并具有自润滑性和不粘性等一系列独特的性能。

7、摩擦系数小。

三、填充聚四氟乙烯的加工填充聚四氟乙烯制品选用填充聚四氟乙烯树脂经模塑加工制成。

TiO2包覆硅灰石及其填充PA1010复合材料的性能研究吴静晰;梁化强;欧雪梅【摘要】文章采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2包覆硅灰石复合颗粒，并用硬脂酸对该复合颗粒进行改性处理，填充PA1010(尼龙1010)制备复合材料，研究复合材料的力学性能和摩擦学性能。

与硅灰石/PA1010、硬脂酸改性硅灰石/PA1010复合材料做对比的结果表明，纳米TiO2包覆硅灰石和硬脂酸改性纳米TiO2包覆硅灰石均能有效提高PA1010的力学性能和摩擦学性能，其中硬脂酸改性纳米TiO2包覆硅灰石效果最好。

%10.3969/j.issn.1003-5060.2012.11.019【期刊名称】《合肥工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(000)011【总页数】4页(P1519-1522)【关键词】纳米TiO2包覆硅灰石;尼龙1010;力学性能;摩擦学性能【作者】吴静晰;梁化强;欧雪梅【作者单位】徐州工程学院土木工程学院,江苏徐州 221111;徐州工程学院土木工程学院,江苏徐州 221111;中国矿业大学材料科学与工程学院,江苏徐州221000【正文语种】中文【中图分类】TB332PA1010（尼龙1010）是一种具有优良的机械强度、耐磨性、耐腐蚀性、耐热和电性能的高分子材料［1－2］，但其抗蠕变性能、力学性能等较差，限制了其应用。

目前，人们对提高PA1010摩擦学性能方面进行了不少尝试［3－7］。

天然针状硅灰石不仅能够改善聚合物的力学性能和摩擦学性能，而且能够大幅度降低生产成本，是一种很有使用价值的无机非金属填料。

采用偶联剂、表面活性剂或纳米粒子等改性均能大幅提高聚合物的综合性能［8－11］。

超细复合粒子中无机表面包覆修饰是将微米级矿物颗粒用纳米材料包覆，不仅能钝化矿物颗粒锐利的棱角和晶体解理面、有效实现纳米粒子的分散，还可充分发挥不同形状颗粒增强、增韧聚合物的协同作用，改性效果良好［10］。

无机表面包覆修饰及其与表面有机化处理的联合使用，是无机非金属矿物颗粒改性填充应用研究中的一个新思路，近年来一直都是研究的热点。