玻璃纖維填充PTFE優(yōu)點和局限性
玻璃纖維填充PTFE優(yōu)點和局限性
由于其在熔融狀態(tài)下粘度非常高,不可能使用通常的熱塑性塑料技術(shù)來加工PTFE。
PTFE一般采用燒結(jié)的方法來加工:PTFE粉體*先要壓實,然后在380°C時燒結(jié),*后冷卻得到制品
聚四氟乙烯(PTFE)有許多優(yōu)良的性能,如耐高溫耐低溫,耐化學(xué)腐蝕及優(yōu)良的電性能等。但PTFE也存在著某些明顯的缺點而限制了其更廣泛的應(yīng)用,比如PTFE的耐摩耗性差,在較大的載荷下表現(xiàn)出較大的蠕變等等。為了克服這些缺點使PTFE得到更廣泛的應(yīng)用,很多研究企業(yè)及高校和科研機構(gòu)都對PTFE的填充改性進(jìn)行了多方面的研究發(fā)展。不同的填充劑以及不同的加工工藝都會給*終產(chǎn)品帶來不同的性能。填充改性后的PTFE既保持了原有的特性,也在很多機械性能方面的缺點進(jìn)行了很大的提高,拓寬了其應(yīng)用領(lǐng)域。
簡單討論一個典型的填充改性PTFE的配方:
原料 質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%) 技術(shù)要求(
PTFE 73 平均粒徑40um;拉伸強度30MPa;斷裂伸長率3200%
青銅粉 7 粒度100目
玻纖 8 粒度250目;含堿小于1%;直徑8~9um;長徑比10:1
石墨 2 顆粒直徑不大于30um;殘渣含量小于0.015%;相對密度2.09~2.25之間-
二硫化鉬 10 純度大于97%;粗顆粒直徑小于30um的占95%;小于10um的占5%
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表中所列舉的是填充改性PTFE的典型配方,接下來會列舉一些每個組分的具體功能和一些注意點。
PTFE,樹脂基體。一般會選用粉體顆粒比較小的PTFE樹脂。通常選用粒徑在30~45um的細(xì)粉料PTFE。因為粒徑對*終制品性能的影響比較大,細(xì)粉料的成本適中且性能較好。而且較小的顆粒會提供一個比較大的比表面使PTFE樹脂和填充劑的接觸面積增大,從而提高了混合物的均勻性。
(2)青銅粉,青銅粉主要作用是提高制品的導(dǎo)熱性。在使用前必須干燥處理。
(3)玻璃纖維, 玻璃纖維的主要作用是增強耐摩性,改善尺寸穩(wěn)定性。PTFE制品應(yīng)當(dāng)選用無堿玻璃纖維,因為玻纖耐酸性強,但不耐堿。
(4)石墨, 石墨是一種具有層狀晶體結(jié)構(gòu)的高效能固體潤滑劑,具有很高的耐摩擦,耐壓,耐高溫性,化學(xué)性能穩(wěn)定,還有優(yōu)良的導(dǎo)電,導(dǎo)熱性。使用時,顆粒要求不大于30um,*大填充量為15%,以防止在PTFE壓制時產(chǎn)生開裂。
(5)二硫化鉬, 二硫化鉬也是一種固體潤滑劑,在PTFE中添加主要作用是增加制品的表面硬度,以降低初期磨損量。
配方幾乎將各類填充劑羅列了進(jìn)去。金屬,纖維,無機顆粒,都是可以用來填充改性PTFE的填料。但是因為PTFE的表面活性非常低,幾乎沒有相容劑可用來活化PTFE與填料的界面。所以PTFE在填料共混改性后,其機械性能會大幅度降低。但其摩擦性能卻可以數(shù)量級的提升?,F(xiàn)在已經(jīng)有企業(yè)科研機構(gòu)和高校開始研究對PTFE表面的處理,一旦這個問題得以解決,PTFE改性的應(yīng)用前景將不可估量。