金属氧化物改性热塑性胶粘剂聚四氟乙烯的研究

四氟

本文在分析聚四氟乙烯综合性能的基础上，参照国内外相关技术，主要对聚四氟乙烯进行了金属氧化物填充的改性研究。分析了不同金属氧化物、不同的添加量对聚四氟乙烯热性能、肖氏硬度、摩擦性能以及抗压强度等性能的影响。同时研究了不同机械混合工艺、成型工艺等工艺因素对其力学性能和机械性能的影响规律，并利用X射线衍射仪XRD、扫描电子显微镜SEM、X光电子能谱分析EDS等手段对样品的晶相结构、微观形貌、成份等进行了必要的表征，并分析了不同改性结果的改性机理。 纳米氧化锌可以改善聚四氟乙烯的热性能、硬度、摩擦性能以及抗压强度。纳米氧化锌加入量为5wt％时，综合性能较好。当纳米氧化锌加入量低于5wt％时，复合材料的熔融温度Tm随着加入量的增加而升高；以后Tm随纳米粒子加入量的增加反而有所下降，纳米氧化锌加入量为5wt％时，复合材料的熔点最高为337.8℃，比纯聚四氟乙烯提高2.6℃；当纳米氧化锌加入量为5wt％时，复合材料的磨损量最小为0.1941g，此时抗压强度最高可达45.39MPa。纳米氧化锌加入量为3wt％时，复合材料的硬度值最高为32.58kg/mm2，以后硬度随氧化锌粒子加入量的增加反而下降。 在一定条件内，氧化铅、氧化铜改性聚四氟乙烯树脂的硬度以及摩擦性能也有显著的提高，而热性能与抗压强度改变较小。正交试验证实，PbO含量4wt％、CuO含量5wt％、混合时间60min和成型压力20t时，制备出的改性聚四氟乙烯复合材料综合性能最好。此时试样的熔点为324.7℃，肖氏硬度30.81kg/mm2，磨损量0.1187g，抗压强度28.15MPa。 填料与基体之间存在一定的相容性，其好坏是由填充物的粒度、填充量以及填充物性质决定的。当粒度偏大或分布不均匀，填料与PTFE间的结合性将变差，所以纳米粒子的填充对提高PTFE的热性能效果显著；当填料实际加入量过小过大或填充物质不具备自润滑性，复合材料仍保持纯聚四氟乙烯的粘着磨损或转为疲劳磨损，这都会影响改性效果。
作 者： 杨翠  
学科专业： 材料加工工程  
授予学位： 硕士  
学位授予单位： 大连交通大学  
导师姓名： 葛继平赵红  
关键词： 聚四氟乙烯  胶粘剂  热性能  力学性能  机标分类号：   
机标关键词： 金属氧化物改性  热塑性胶粘剂  聚四氟乙烯复合材料  纳米氧化锌  热性能  抗压强度  综合性能  肖氏硬度  填充物  摩擦性能  纳米粒子  光电子能谱分析  扫描电子显微镜  聚四氟乙烯树脂  填料  磨损量  力学性能  射线衍射仪  自润滑性  粘着磨损