PA66/PTFE复合材料的制备与性能研究
尼龙66(PA66)作为一种良好的耐磨材料而具有广阔的市场前景,但由于它含有大量酰胺基而存在吸水性强,尺寸不稳定,成型收缩率高和电性能差的缺点；由于PA是结晶聚合物,其阻燃性也较差,耐磨性、耐热性和低温抗冲击性亦有待提高,这限制了它的用途。聚四氟乙烯(PTFE)树脂由于其分子结构中存在强的F-C键,使其具有很好的物理和化学性能,如低的摩擦系数和良好的耐热性,是一种良好的固体润滑材料。因此,采用多元协同技术用PTFE改性尼龙,可以发挥它们的协同效应以提高尼龙的耐磨性、耐热性和减少吸水性等。空心玻璃微珠(GB)的加入还可以进一步增加产品尺寸稳定性,防止开裂,从而在提高复合材料的耐磨损性和力学性能的同时降低其成本。
本文以PA66为基体,选用PTFE和GB分别对PA66进行填充改性,通过采用干法混合,同向双螺杆挤出机造粒,制备了PA66／PTFE和PA66／PTFE／GB两种复合材料。研究了不同含量的PTFE、GB对PA66的摩擦磨损性、力学性能的影响；用扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的磨损面、脆断面和冲击断裂面的微观结构进行分析。
研究结果表明:PTFE的加入提高了PA66的摩擦磨损性能；GB的加入能够明显改善PA66／PTFE复合材料的耐磨损性能,但对摩擦系数的改善较小；PTFE的加入使复合材料的抗弯曲性能有一定的提高,抗拉性能和抗冲击性能有一定降低；GB的加入对PA66／PTFE复合材料的弯曲性能有一定的改善,提高的幅度在10％左右,拉伸强度有所降低,弹性模量有很大的提高,抗冲击性能有所降低。研究显示当PTFE的质量份数为9份,GB的质量份数为10份时,复合材料的综合性能最佳。
通过对PA66／PTFE和PA66／PTFE／GB复合材料微观相态观察,确定PTFE会在尼龙66中形成微纤和少量的GB对微纤的生长有促进,并且复合材料组分之间界面粘结较好,GB经表面处理后与PTFE的相容性也较好,同时分析讨论PTFE在复合材料中形成微纤的机理。
PA66/PTFE复合材料;摩擦磨损性;填充改性;成纤机理;力学性能;微观结构
北京化工大学
硕士
机械设计及理论
金志明
2011
中文
TB332
79
2011-08-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）