Page 74 - 《橡塑技术与装备》2022年7期

橡塑技术与装备 CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

模压工艺参数对 PEEK 基复合材料

冲击性能及摩擦学性能的影响

赵仕浩，张鹏，杨玉婧
( 广东工业大学材料与能源学院，广东 广州 510006)

摘要 ： 采用冷压成型 - 高温烧结的方法制备了短切碳纤维 (SCF)、聚四氟乙烯 (PTFE) 改性的聚醚醚酮 (PEEK) 复合材料，探
究不同的模压工艺对 PEEK 基复合材料的影响，结果表明 ：提高保温时间和成型温度可以增加材料的力学性能，使材料结合紧密，
充分熔融，进而提高材料的承载能力，使材料的摩擦学性能提升。当参数到达一定值时材料的性能温度下来。最终得出了 360 ℃，
30 min 为最佳的模压工艺参数。
关键词 ： 短切碳纤维 ; 聚醚醚酮 ; 聚四氟乙烯 ; 力学性能 ; 摩擦学性能
中图分类号 ： TQ320.661 文章编号 ： 1009-797X(2022)07-0024-04
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2022.07.006

0 引言 能和冲击性能，为钢背衬层螺母的制造提供依据。
聚醚醚酮（PEEK）是一种综合力学性能优异、
摩擦磨损性能好和良好的可加工性的材料 [1] ，在各个 1 实验
领域应用广泛，但纯 PEEK 的摩擦系数较高，导热性 1.1 试剂与仪器
较差，摩擦时产生的热量不能很快的传导，容易导致 聚醚醚酮（PEEK）021P，长春吉大特塑工程研
失效变形 [2] ，故需要在其中添加碳纤维（SCF）、聚四 究有限公司 ；碳素纤维粉末（SCF）YHP-CD-I，平
氟乙烯（PTFE）来改善其摩擦性能 [3] 。随着 PEEK 基 均单丝直径 7 μm，细度 300~350 目，青岛远辉复合
复合材料的应用逐渐增多，一些非承力结构的功能件 材料有限公司 ；聚四氟乙烯（PTFE）DF201，平均粒
（如复合材料衬层）使用碳纤维布增强时存在高成本、 径 400~575 μm，山东东岳化工有限公司。
效率低、不可二次加工等问题，限制了其进一步的发 1.2 试样制备
展。故可以尝试使用短切纤维（SCF）制造对力学性 共混前，把 PEEK 和 PTEF 放入 120 ℃的真空干
能要求不高的制品 [4] 。Molazemhosseini 使用 SCF 和 燥箱中干燥 5 h，把用丙酮清洗过的 SCF 放入 450 ℃
二氧化硅增强 PEEK，显著降低了其摩擦系数 [5] 。目 烘箱中空气氧化 45 min。按特定比例（如表 1 所示）
前 PEEK 基复合材料的制备工艺有注射成型、挤出成 称量好 PEEK、PTFE 和 SCF，用溶液混料的方法混
型和模压成型几种，由于 PEEK 的收缩率大、熔融状 合 2 h，烘干后采用专用模具在液压压力机上冷压预
态下黏度高，流动性较差、且添加不同组分后交互关 成型，经过表 2 所示的模压工艺参数高温成型，经机
系复杂，不易得到理想的组织和综合性能，故需要获 加工得到复合材料试样。
取较优的工艺条件 [6] 。 表 1 PEEK 基复合材料组分比
材料 PEE KPTFE SCF
本文依据 PEEK 材料成型的特点，探索模压成型，
含量 /( 质量分数） 80% 10% 10%
高温自由烧结的制备工艺，把 PEEK 材料的压制和烧
结成型分开，实现材料毛坯的自由烧结，在有效释放 作者简介 ：赵仕浩 (1996-)，男，硕士研究生，主要研究
方向为精密钢背 /PEEK 基自润滑复合材料衬层传动螺母的制
烧结成型产生 热应力的同时，有效避免了模具和材料
备和性能研究。
粘结等问题，降低了成本，同时研究了 SCF 和 PTFE 基金项目 : 广东省工业高新技术领域科技计划项目（2017A
增强 PEEK 复合材料在不用工艺条件下的摩擦磨损性 010102021）.
收稿日期 ：2022-03-01

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