碳纳米管改性聚四氟乙烯材料的滚动磨损性能

在16℃和32℃下,采用不同表面处理、不同质量分数的多壁碳纳米管(MWCNTs)填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,在ISO 9352标准滚动磨损试验机上测定其钢轮滚动磨损率、连续滚动磨损钢轮表面温升变化和模拟磨粒磨损值。结果发现,在相同负载下,不同表面处理MWCNTs/PTFE复合材料的钢轮滚动磨损率比纯PTFE下明显减小,且MWCNTs/PTFE转移膜呈小面积点状形状,磨屑形态也有不同形态。通过观察磨屑照片、体视显微镜和扫描电镜(SEM)对MWCNTs/PTFE材料的钢轮滚动摩擦磨损和模拟磨粒磨损机理分析,推测MWCNTs填充后改变了材料的微观结构,从而导致了不同表面处理的MWCNTs/PTFE材料之间性能的差异。     

碳纳米管改性聚四氟乙烯材料的导热性能

针对所制备的由不同表面处理和不同含量的多壁碳纳米管(MWCNTs)填充的聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,测定其在变温度场下的导热系数、热扩散系数和热膨胀系数,得到了一系列关系曲线,初步分析了材料的热性能特点和规律。通过分析,发现随填充物含量的增加,由不同表面处理的MWCNTs填充的PTFE材料的导热性能均有所提高,但差异较大;特别是当热源输入温度较高时,导热系数和热扩散系数均显著增加。通过透射电镜(TEM)分析了不同表面处理的MWCNTs在PTFE中的微观结构,预测了在不同温度场下,材料各组分和内部结构对材料热性能的影响规律。     

稀土处理对碳纤维增强聚四氟乙烯复合材料拉伸性能的影响

采用空气氧化、空气氧化后稀土改性和稀土改性对碳纤维表面进行处理,并研究了3种表面处理对碳纤维增强聚四氟乙烯(CF/PTFE)复合材料拉伸性能的影响.探讨了稀土含量对于复合材料拉伸性能的影响,并运用扫描电子显微镜(SEM)对复合材料拉伸试件的断口进行分析.结果表明:稀土处理能够有效地提高碳纤维与聚四氟乙烯基体的界面结合力,从而提高CF/PTFE复合材料的拉伸性能.当稀土元素在表面改性剂中的质量分数为0.3%时,CF/PTFE复合材料的拉伸性能最佳.     

PTFE原位成纤对PP/MWCNTs/PTFE复合材料发泡性能和力学性能的影响

采用共混造粒和微孔发泡注塑成型工艺,制备了聚四氟乙烯(PTFE)原位成纤增强的聚丙烯/多壁碳纳米管/聚四氟乙烯(PP/MWCNTs/PTFE)微孔复合材料,并对其结晶、流变、微孔发泡和力学性能进行了测试和表征。结果表明：与不加PTFE的PP/MWCNTs复合材料相比,PTFE的加入可以提高PP/MWCNTs/PTFE复合材料的结晶度,增大储能模量,降低损耗因子;PTFE的加入可以改善PP/MWCNTs/PTFE复合材料的泡孔结构,使泡孔密度增大,泡孔直径减小;相比PP/MWCNTs复合材料,当PFTE的加入量为1%(质量分数)时,PP/MWCNTs/PTFE复合材料的断裂伸长率提高了67.5%,抗拉强度提高了21.1%,杨氏模量提高了12.5%。     

低温等离子体表面改性提高聚四氟乙烯黏结性能

探究不同气体氛围、等离子体放电功率和处理时间对聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene,PTFE)表面黏附性和亲水性的影响,以表征其黏结性能。使用场发射扫描电子显微镜(field emission scanning electron microscopy,FE-SEM)和X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)表征分析PTFE膜黏结性能改善的机理。结果表明,等离子体处理能提高PTFE膜的表面亲水性,经不同气体等离子体处理后PTFE表面黏附性均有显著提升。FE-SEM分析表明PTFE膜表面粗糙度增加,这是促使其黏结性能提升的原因之一;XPS显示等离子体处理后PTFE膜表面引入新的含氧、含氮基团,这是黏结性能提升的主要原因。     

可粘性聚四氟乙烯板材的制备工艺和粘合性能

研究了可粘性聚四氟乙烯(PTFE)板材的制备工艺及其粘合性能.确定了加工工艺参数,讨论了添加剂LW和经表面处理的LW对树脂粘合性能的影响.实验结果显示:通过在PTFE中混合LW,可以有效改善PTFE板材的粘合性能;当采用硅烷偶联剂KH550、十六烷基溴化胺对LW表面进行处理,粘合性能可以进一步提高,并且硅烷偶联剂KH550处理LW的效果更好.     

稀土改性炭纤维填充聚四氟乙烯摩擦学性能

研究了表面改性处理炭纤维填充聚四氟乙烯(CF/PTFE)复合材料的滑动磨损性能,探讨了稀土改性剂对复合材料滑动磨损性能的影响.结果表明:稀土改性剂能够有效地提高炭纤维与聚四氟乙烯基体之间的界面结合力,从而提高CF/PTFE复合材料的滑动磨损性能;当稀土元素在稀土改性剂中的质量分数为0.3%时,CF/PTFE复合材料的滑动磨损性能最佳.     

聚四氟乙烯复合材料摩擦学性能的人工神经网络研究

采用冷压烧结方法制备了不同含量碳纤维(CF)及颗粒状氧化硅(SiO2-P)协同增强的聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,利用MPX-2000摩擦磨损试验机测试了不同载荷、滑动速度下PTFE复合材料的摩擦磨损性能,并利用人工神经网络(ANN)建立了摩擦系数、磨损量与材料组成及测试条件之间的非线性关系模型。结果表明,采用SCG算法、5-[15∶10∶5]3-1网络结构的ANN网络模型可以有效预测PTFE复合材料的摩擦磨损,数据的预测值与试验值的误差在10%以内。     

用大气压下空气辉光放电对聚四氟乙烯进行表面改性

通过放电的电气特性测量和发光特性观察,界定了空气中大气压下辉光放电(APGD)和介质阻挡放电(DBD)的不同放电特点.用扫描电子显微镜(SEM)观察、接触角测量和X射线光电子能谱分析(XPS)等手段,研究了空气中APGD和DBD对聚四氟乙烯(PTFE)表面进行改性的效果,并分析了APGD和DBD处理效果不同的原因.实验结果表明:PTFE表面经APGD和DBD处理后,其表面微观样貌和表面化学成分均发生变化,且APGD的处理效果优于DBD.APGD可以对PTFE表面进行更为均匀的处理,经APGD处理40s后,PTFE表面的w(O)从0增加到21%,表面的水接触角从118°下降到53°.     

氩等离子体射流对聚四氟乙烯表面改性的研究

采用氩等离子体射流对有机材料聚四氟乙烯(PTFE)进行表面改性,通过接触角测量、扫描电子显微镜(SEM)观察、X射线光电子能谱(XPS)和衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)分析,以及表面电阻率和沿面闪络电压等参量的测量,研究了等离子体射流处理前后PTFE的表面特性。实验结果表明:氩等离子体射流产生的粒子主要有OH、N*、Ar和少量的O。PTFE经大气压氩等离子体射流处理后,其表面水接触角下降,表面粗糙度变大,表面突起和裂痕显著增加,且表面有新的含氧基团生成;增加表面改性时间,表面改性效果会达到饱和状态;另一方面,表面改性后的PTFE存在微弱的老化效应,当在空气中放置10d后,其表面水接触角为66.2°,仍然低于表面处理前的值。由于等离子体改性使PTFE表面形态及化学成分发生变化,粗糙度增加,使PTFE表面电阻率降低,导致其沿面闪络电压升高。     

聚四氟乙烯荷电微孔膜抗老化性能的实验研究

对利用Ar等离子体为引发手段对聚四氟乙烯(PTFE)膜进行表面处理,然后在PTFE膜表面接枝丙烯酸(AAc)制备的PTFE-g-AAc聚四氟乙烯荷电微孔膜的抗老化性能进行了室内试验研究.通过贮存、浸泡、化学清洗及高温清洗等试验,考察了不同条件下荷电微孔膜的流动电位、通量以及抗污染和对悬浮物的去除能力.试验结果表明,在一般条件下贮存或在油田含油污水处理装置中使用3年,对该荷电膜的通量、荷电性等基本性能以及流动电位、抗污染和对悬浮物的去除能力没有明显影响,而且该膜还具有较好的在含油污水处理中的稳定性能和耐化学腐蚀性能.     

聚四氟乙烯的表面改性及粘接性能研究

采用Ar等离子体技术对聚四氟乙烯(PTFE)片材表面预处理,再用热接枝的方法引发甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)对其表面进行接枝改性.考察不同等离子体处理条件及接枝单体体积分数对PTFE与钢粘接强度和与水接触角的影响.同时,对接枝后的PTFE用x射线光电子能谱(XPS)进行分析表征.研究结果表明,GMA单体成功地接枝到PTFE表面,当等离子体处理时间为5min、功率为50W、气氛压力为50Pa、单体接枝体积分数为20%时,改性后的PTFE与钢的拉剪强度由处理前的24.6N·cm-2增加到处理后的284.6N·cm-2.     

化学发泡剂对聚四氟乙烯黏结性能的影响

通过使用不同的化学发泡剂与聚四氟乙烯(PTFE)共混,经冷压烧结制备了发泡PTFE复合材料,采用剪切强度、扫描电镜(SEM)表征了复合材料的黏结性能,用热重分析手段表征了发泡剂与复合材料的热性能。结果表明:使用型号CCR20A偶氮二甲酰胺发泡剂所制备的发泡PTFE复合材料表面泡孔分布均匀、黏结性能最为理想,且添加量为20%(质量分数)时复合材料表面被黏结能力最强,剪切强度值为3.879 MPa,相对于纯PTFE提高了78.16%;发泡剂在复合材料中分解且对复合材料热稳定性影响较小。     

羟基磷灰石/碳纳米管复合生物材料的制备与表征

为了赋予碳纳米管(CNTs)表面良好的生物性能,拓展CNTs在硬组织生物材料及组织工程支架材料中的应用,采用化学共沉淀和水热后处理法宏量制备了羟基磷灰石(HA)/多壁碳纳米管(MWCNTs)复合材料,通过调节制备过程中浓硝酸纯化的MWCNTs加入量,考察不同MWCNTs含量的HA/MWCNTs复合材料的结合形式.扫描电子显微镜(SEM)和透射电镜(TEM)表征结果表明,当ω(MWCNTs)＝15%时,MWCNTs表面均匀地包覆了一层由纳米HA晶粒紧密相连的膜层,在此情况下MWCNTs与纳米HA形成最佳结合状态.体外细胞培养实验表明,制备的HA/MWCNTs复合材料具有良好的生物相容性.     

新型表面处理技术——镍—聚四氟乙烯化学复合镀工艺

材料表面处理是一项能降低生产成本,提高零件使用寿命,以及能使材料具备某些特殊功能的技术,目前,主要有材料表面化学热处理、热喷涂、电镀、化学镀等。笔者研究的镍—聚四氟乙烯(Ni—PTFE)化学复合镀工艺是在表面化学镀镍—磷(Ni—P)合金工艺的基础上,复合进聚四氟乙烯微粒。聚四氟乙烯是一种化学稳定性和干润滑性俱佳的有机高分子材料,耐酸碱,摩擦系数和抗粘着性极低,而Ni—P化学镀的合金镀层,经热处理后硬度和耐磨性均得以提高。Ni—PTFE化学复合镀工艺则集中了以上两种工艺的优点。     

Ni-P-PTFE复合镀层在制药设备上的应用研究

对化学复合镀镍磷聚四氟乙烯 (Ni P -PTFE)的工艺进行了研究 ,讨论了表面活性剂、聚四氟乙烯 (PTFE)、pH值与温度对镀层中PTFE的含量和镀速的影响 ,确定出复合镀Ni P -PTFE的最佳工艺 .测定镀层的减摩性能、硬度、磨损率 .首次将Ni P -PTFE应用于制药设备上 ,实验证明Ni P -PTFE镀层不仅有效减小制药过程中的碰撞摩擦 ,更能有效防止药粒与塑料隔板之间的静电作用     

碳化硅填充聚四氟乙烯复合材料的摩擦磨损性能

利用冷压烧结的方法制备不同含量和不同粒径的SiC颗粒填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,用M-200环块摩擦磨损试验机进行试验,研究SiC颗粒增强PTFE复合材料在干摩擦状态下的摩擦磨损特性,并且用电子扫描显微镜对复合材料的磨损表面形貌进行观测,对复合材料的磨损机制进行理论分析。此外,还比较了使用和不使用耦联剂对颗粒进行处理的实验对比。结果显示:SiC增强PTFE复合材料耐磨性能有了明显的提高。含量的增加使得耐磨性增强,摩擦系数增大;粒径的增大使得耐磨性降低,摩擦系数增大。比较而言,纳米SiC对PTFE摩擦磨损性能的改进最好。     

PTFE／HDPE自润滑光缆保护管料的研制（Ⅱ）

采用液相接枝技术,以马来酸酐（MAH）为单体对高密度聚乙烯（HDPE）进行接枝功能改性,用红外光谱对接枝物进行了表征。本文研究了聚四氟乙烯（PTFE）含量对改性HDPE／PTFE共混材料的力学性能、加工性能和摩擦性能的影响,确定了光纤保护套管的配比。     

HNTs- DEA/PTFE复合材料的力学性能与耐磨性

为改善埃洛石(HNTs)纳米管在基质材料中的分散性,以提高复合材料的力学性能和耐磨性,在HNTs表面接枝亲水分子二乙醇胺制备HNTs-DEA,通过一系列表征手段分析了HNTs-DEA的结构和分散性能.然后制备了HNTs-DEA质量分数为2%的HNTs-DEA/PTFE复合材料,对比分析了改性前后HNTs对聚四氟乙烯(PTFE)材料的力学性能和耐磨性的影响.结果显示, HNTs-DEA/PTFE复合材料的拉伸强度比PTFE略有增强,而断裂伸长率基本保持; HNTs-DEA/PTFE的摩擦系数与PTFE接近,但耐磨性能比PTFE提升约96%:充分展现出二乙醇胺改性HNTs填充PTFE的良好力学性能和耐磨性.     

自润滑Ni-P-PTFE化学复合镀工艺及镀层性能

研究了Ni-P-PTFE(聚四氟乙烯)复合镀层的制备工艺,筛选出氟碳类阳离子表面活性剂FC4和非离子表面活性剂FC10,该混合表面活性剂使得粒子具有很好的分散性和悬浮性．在此基础上研究了不同PTFE含量对镀速及镀层性能的影响．结果表明,随着PTFE浓度提高,镀速下降,复合镀层中的粒子含量增加,镀层的硬度相应减小,其耐蚀性也有所下降．而PTFE粒子对Ni-P的晶化温度基本没有影响,摩擦磨损试验表明,该复合镀层与GCr15对磨其摩擦系数低至0．1,具有良好的自润滑效果,而且耐磨性也较Ni-P镀层好。