Page 106 - 《橡塑技术与装备》2023年3期

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

无机填料改性聚四氟乙烯耐磨性能的

研究进展

董光辉
( 山东东岳高分子材料有限公司，山东 淄博 256401)

摘要 ： 聚四氟乙烯（PTFE）是一种全氟化聚合物，其具有化学稳定性、耐高温、耐腐蚀等特性。但是，PTFE 耐磨性能较差。
因此，在使用 PTFE 时受到了极大的限制。为了提高 PTFE 的耐磨性能，使其得到广泛的应用。采用了各种改性方法，如表面改性、
无机填料等。本文介绍了近年来无机填料改性聚四氟乙烯提升耐磨性能的研究进展，并对无机填料改性聚四氟乙烯进行了展望。
关键词 ： 四氟乙烯 ；全氟化聚合物 ；耐磨性能学
中图分类号 ： TQ325.4 文章编号 ： 1009-797X(2023)03-0052-04
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2023.03.011

0 前言 MoS 2 填充改性 PTFE 复合涂层。在载荷 5 N、转速
聚四氟乙烯（PTFE）是一种热塑性聚合物，它是 60 r/min, 持续时间 20 min 的摩擦条件下，MoS 2 改性
由四氟乙烯（CF 2 =CF 2 ）聚合而成。因 C—F 的键能高， PTFE 复合涂层的摩擦系数为 0.063~0.088, 磨损率为
-8
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其具有高耐蚀性。此外，相邻的氟原子产生排斥作用， 1.65~1.24[×10 m / （N·m） ]。随着 MoS 2 含量的增加 ,
导致其在 PTFE 层间容易滑移，因此其耐磨性能差 [1] 。 摩擦系数升高 , 但是磨损率降低。MoS 2 的填充可提升
为了改善 PTFE 的耐磨性能，无机材料填充改性 PTFE 复合涂层的摩擦系数虽然略微增加 , 但是能够有
PTFE 已经成为了该领域的研究热点 [2] 。PTFE 的无机 效降低涂层的磨损率。
材料填充改性主要分为一元无机粒子填充改性、二元 α– 磷酸锆材料与二硫化钼性质类似。郑合静 [5]
无机粒子协同填充改性和多元复合填充改性三大类。 等采用含泥复合 – 塑化方法制备了 PTFE/α– 磷酸锆复
本文将填充改性提升 PTFE 耐磨性的研究进展介绍如 合材料。随着 α– 磷酸锆含量提高，PTFE 改性层的摩
下。 擦因数先降低后升高，磨损量大幅降低 ；当 α– 磷酸
锆质量分数为 15% 时摩擦因数最低，在干摩擦条件
1 一元无机粒子填充改性 下和有油润滑条件下其摩擦因数较纯 PTFE 分别降低
一元无机粒子填充改性主要为层状材料填充改 5% 和 50%，磨损量较纯 PTFE 分别降低 83.33% 和
性、纤维填充改性、金属颗粒填充改性、金属氧化物 78.57%。这个趋势与 MoS 2 的趋势不同，这可能是由
填充改性、非金属颗粒填充改性等。 于 α– 磷酸锆和 MoS 2 的晶体结构不同导致的。
1.1 层状材料填充改性 石墨也是理想的润滑材料，具有较高的导热系数。
层状材料填充改性主要是分子中之间层状结构， 石墨填充 PTFE 可以改善材料的物理力学性能，大幅
在在摩擦过程中发生相对滑动，在摩擦过程形成转移 度降低复合材料的磨损。石墨烯是石墨的单层结构，
膜，这种转移膜能够有效提升复合材料的抗磨性能。 其具有超大的比表面积、出众的自润滑性能等。将其
常见的层状材料有二硫化钼、α– 磷酸锆、石墨及其衍 作为填料，可显著提升复合材料的耐磨性能。朱巧思
生物等。 [6] 等研究石墨烯等理化参数对其填充改性聚四氟乙烯
二硫化钼（MoS 2 ）是由天然钼精矿粉经化学提 复合材料摩擦磨损性能的影响。结果表明，当石墨烯
纯后改变分子结构而制成的固体润滑特性剂，能改善
PTFE 复合材料的耐磨损性 [3] 。MoS 2 加入 PTFE 后， 作者简介 ：董光辉（1981-），男，本科，中级工程师，主
要研究方向为高分子材料检测。
[4]
具有良好的耐磨、耐高压等性能特点。陈义 等制备
收稿日期 ：2022-10-28
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