关于 PTFE共混改性技术研究

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PTFE共混改性
PTFE的共混改性与填充改性基本原理相同，主要采用相似相容原理、溶解度参数相近原理、表面张力相近的原则与其它有机聚合物共混，以提高其加工性能和使用性能。在共混改性中，通常 PTFE仅作为填加剂使用，共混材料的加工通常采用主体材料的加工方法加工。用 PTFE共混改性有如下优点：
(1)可利用现有材料及现有工艺开发新品种，投资少，见效快；(2)可开发的品种多，范围广 ;(3 )可用主体材料的注射、模压硫化、涂层固化等方法，其加工比 PTFE的模压、烧结工艺效率高、能耗少；(4)可提高其他聚合物的加工性能及使用性能，如耐热性、耐化学性，特别是摩擦、磨耗性能可大幅度提高。
与PTFE共混改性的塑料主要有聚甲醛、聚醚醚酮、聚间苯二甲酰间苯二胺、聚苯硫醚等。
聚甲醛(POM)是高结晶性线形热塑性聚合物，具有优异的耐油性、耐化学药品性、抗蠕变性及良好的热、电性能，吸水率低，能在较宽的温度范围内保持其所具有的力学、化学性能和电性能，是一种具有优良综合性能的工程塑料。国内采用冷压 - 热烧结工艺研制了一系列不同PTFE含量的POM/PTFE的共混物，可以明显降低摩擦系数，改善共混物的韧性、抗蠕变性和外观。
徐卫兵等通过高速混合PTFE和改性(增韧增容)的POM挤出造粒制得合金粒料，研究发现：PTFE的加入，使改性POM的摩擦系数、磨痕宽度、磨损量均降低，其改善机理在于PTFE转移膜的形成，但力学性能下降，加工性能变差。
聚醚醚酮(PEEK)具有优良的综合性能，耐热性好，长期使用温度可达240℃，纤维增强级高达300℃，还具有高强度、高刚性、耐蠕变和很好的抗疲劳性，以及自阻燃、耐油、耐有机溶剂等特性。刘元俊利用PEEK的良好机械性能和高耐热性，PTFE的低摩擦系数，加入助剂改进加工工艺，通过共混制备PEEK/PTFE合金，用纤维增强提高其力学性能，开发出一种工艺性好，能注射成型的无油润滑、耐高温、低摩擦材料。结果表明，该材料不仅保持了良好的机械性能，而且具有良好的摩擦磨损性能(见表2)。 聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)是一种力学性能、耐高温性能远高于其他脂肪族的聚酰胺，是理想的自润滑材料基体树脂。主要用于滚珠轴承、转动齿轮、活塞环等领域。为了进一步改善材料的摩擦学性能，扩大其应用范围，需要用润滑性填料改善摩擦磨损性能。刘旭军等对PMIA共混改性PTFE进行了研究。研究得到：PTFE填充PMIA比纯PMIA具有更低的摩擦磨损性能；PTFE含量为20%时共混物具有最低的摩擦系数(2×10-15m3/Nm)，其主要原因是含有大量F元素形成了转移膜 。
聚苯硫醚(PPS)具有优良的耐热、耐腐蚀、耐辐射、阻燃自熄性能。具有极好的粘合性能，吸湿性小，在高温高湿条件仍保持优良的电绝缘性。但耐冲击性能较差，而且成型加工困难。
何志敏等制备并研究了PPS/PTFE合金的热行为、力学性能以及摩擦学性能，并对其微观形态进行了观察。实验结果表明：此合金的耐热性能相对于聚苯硫醚纯树脂有明显的提高，与此同时，PTFE的加入也使摩擦因数大幅降低，磨痕宽度显著减小，即磨损量下降耐磨性提高。
随聚四氟乙烯加入量的增加，磨损量逐渐减小，耐磨性逐渐提高。杨生荣等研制了一种以PPS为粘接剂，以PTFE为减磨、防粘剂的防粘耐磨涂层。考察了固化条件、底材表面处理对涂层性能的影响。并利用食品烤盘上的应用结果，对所研制涂层与日本进口涂层的性能进行了比较，结果如表3所示。 PTFE除对塑料进行改性以外，其共混改性的橡胶主要有硅橡胶、氟橡胶。改性后的橡胶其耐磨性大大提高。在一些合成橡胶及其涂料中，PTFE的共混将大大提高橡胶的化学稳定性、耐油性和耐溶剂性。
PTFE改性的热固性树脂较少。常使用少量低分子量的PTFE，改性后的树脂其耐磨耗性能大幅度提高。另外在固化型的密封胶中填加PTFE，可在不降低密封特性的情况下，提高使用温度和化学稳定性能，同时增加润滑性。
近几年来，纳米粒子及液晶高分子的出现更加丰富了填料的种类，为PTFE的改性技术开拓了一个新领域，具有十分广阔和诱人的前景。我国应充分利用优势矿产资源以及大力使用高新技术，开发出性能更为优异的复合材料。

tianshanxue

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