铝/聚四氟乙烯复合材料的研究进展

系统综述了铝/聚四氟乙烯(Al/PTFE)复合材料的研究进展。就复合材料的动态力学性能而言,应变率越大,强度越高;复合材料中Al含量增加,弹性模量和屈服强度随之增加;温度升高,复合材料韧性增加,但动态压缩强度降低;铁粉、镍粉、钨粉、氧化铜、氢化钛、氢化锆等可以提高Al/PTFE复合材料的抗压强度。就复合材料的热性能而言,Al/n-PTFE的放热量远高于其他铝热剂,且纳米级铝粉与PTFE的反应性优于微米级铝粉。就复合材料的点火和燃烧性能而言,复合材料中PTFE的质量含量约35%时,燃烧压力最高,燃烧时间最短,中心火焰温度也最高;限域空心结构的复合材料样品燃烧优于实心、空心、核壳结构的样品;氢化钛、高氯酸铵、碳纳米管具有一定的助燃作用。就复合材料的冲击反应性能而言,加载应变率越高,材料反应延迟时间越小,反应越剧烈,且纳米级铝粉反应性和反应程度优于微米级铝粉;添加氧化物(三氧化铋、氧化铜、三氧化钼和三氧化铁)可以调节材料的能量释放特性。就复合材料的反应完全性而言,其作为弹丸发射速率越高,反应越完全;铝粉含量对反应完全性有非常显著的影响;氧化铜可以提高反应的完全性。就复合材料的应用场景而言,其对靶板的毁伤效果、纵火能力、提高推进剂力学性能和燃烧效率、作为防护材料的防护效果,比传统材料都有显著提高。此研究结果预计会对火炸药行业和战斗部行业从业者有重要的参考价值。

不同质量比聚苯硫醚/聚四氟乙烯复合滤料的过滤性能

聚苯硫醚/聚四氟乙烯(PPS/PTFE)复合滤料是目前燃煤电厂电袋/袋式除尘器广泛应用的耐高温滤料之一。制备4种不同PPS与PTFE纤维质量比的PPS/PTFE复合滤料,并对其基本物理性能表面形貌、力学性能、缠结系数及过滤性能进行测试分析。研究结果表明,随着PTFE纤维质量分数的增大,PPS/PTFE复合滤料的厚度、透气性及横向断裂强力呈下降趋势,而横向断裂伸长率则呈上升趋势。相对于PPS滤料,PPS/PTFE复合滤料的过滤性能有所提升,对微细粉尘的捕集效率明显提高。研究结果为燃煤电厂微细粉尘的超低排放提供依据和参考。

高功率射频微波用聚四氟乙烯及其复合材料关键技术

随着电子领域朝着高速传输、高连接密度的方向发展,对5G设备中广泛使用的覆铜板提出了低介电常数、低介电损耗、高导热率、高可靠性等技术要求。聚四氟乙烯(PTFE)覆铜板以其优异的介电性能和化学稳定性被广泛应用于高频微波电路领域,但现有PTFE覆铜板的制备在单体纯化、树脂聚合、填料改性、复合材料以及制品加工全链条中存在的问题限制了其实际应用。本文总结了近年来PTFE覆铜板的发展历程以及高频PTFE覆铜板面临的理论及技术难点,分别从高黏结性PTFE的分子设计及序列分布控制、高纯PTFE的全流程杂质含量可控及绿色产业化技术、新型填料制备及表面处理新技术、多相多组分PTFE复合材料的组成与界面设计、覆铜板的加工流变性与结构均匀性控制等方面提出了提升PTFE覆铜板性能的方法,以期能发展从树脂结构、填料改性、复合材料到成型加工的系统基础理论,从而制备高性能PTFE覆铜板。

氧化铝/聚四氟乙烯热化学反应特性及影响因素

为深入了解铝/聚四氟乙烯(Al/PTFE)材料的预点火反应,采用超声混合法制备了Al_(2)O_(3)/PTFE复合材料,对其微观形貌、晶相和特征官能团等进行了表征,分析了材料的热化学反应性能及影响因素。结果表明,Al_(2)O_(3)能延迟PTFE熔化的起始温度;Al_(2)O_(3)和PTFE的粒径越小,Al_(2)O_(3)/PTFE材料越容易发生反应,放热量越大;小粒径的Al_(2)O_(3)能延迟AlF_(3)生成反应的起始温度,提前AlF_(3)晶型转变的起始温度,从而提高反应的集中放热量,Al_(2)O_(3)(50nm)与PTFE(1μm)反应程度最高;α-Al_(2)O_(3)/PTFE的热化学反应性能优于γ-Al_(2)O_(3)/PTFE和无定形Al_(2)O_(3)/PTFE;Al_(2)O_(3)/PTFE的热化学反应具有典型动力学特征,反应主放热峰的峰值温度随升温速率增大而升高;计算得到Al_(2)O_(3)/PTFE主反应的表观活化能为45.0kJ/mol。

镁/聚四氟乙烯点火药研究进展

镁/聚四氟乙烯(Mg/PTFE)是一种高能点火药,因其能量密度大、燃烧温度高、点火能力强,在含能材料领域具有广阔的应用前景。综述了Mg/PTFE的研究进展,基于Mg/PTFE在点火、燃烧及红外辐射领域的应用,介绍了原料配比、粒径、装药密度、制备工艺、气氛环境等因素对药剂性能的影响,并讨论了药剂的燃烧机理。以药剂的性能提升为导向,详述了在基础配方Mg/PTFE中使用铝镁合金、添加无机非金属等材料对其性能的影响,并指出Mg/PTFE后续研究应该以新型配方探索、制备工艺优化以及燃烧机理的深入研究为主,以期为该药剂进一步发展提供参考。

高硅氧玻璃纤维布增强聚四氟乙烯(PTFE)复合材料介电性能研究

对高硅氧玻璃纤维布增强聚四氟乙烯 (PTFE)复合材料的含胶量、成型压力、烧结温度及环境湿度等多种因素对其介电性能的影响进行了较为系统的实验研究。结果表明 ,高硅氧玻璃纤维布增强聚四氟乙烯复合材料在上述因素影响下 ,其介电常数在 2 .90～ 3.30的范围内变化 ,其中环境湿度是主要的影响因素。

聚四氟乙烯覆膜滤料滤膜耐喷吹性能研究

通过脉冲喷吹试验对比4种聚四氟乙烯(PTFE)覆膜滤料脉冲喷吹前后的膜破损率和透气率,评估覆膜滤料滤膜性能。结果表明:PTFE膜的厚度与微细纤维密度呈正相关,孔径大小与膜厚度呈负相关。在PTFE膜复合到聚苯硫醚(PPS)滤料表面后,厚度较大的PTFE膜不容易变形,因此受脉冲喷吹影响较小,具有更长的使用寿命;较薄的PTFE膜容易被拉伸,脉冲喷吹后破损严重,使用寿命较短。并指出,脉冲喷吹试验可用于评估覆膜滤料滤膜的耐久性及可靠性。试验结果可为PTEF膜厚度的选择提供有效参考。

碳纳米管改性聚四氟乙烯复合材料的摩擦磨损性能研究

评价了用不同含量碳纳米管(CNTs)改性聚四氟乙烯(PTFE)复合材料的力学性能,利用MM-200型摩擦磨损试验机研究了CNTs含量对PTFE复合材料摩擦磨损性能的影响,借助于扫描电子显微镜观察分析了试样磨损表面及磨屑形貌,并探讨其磨损机理.结果表明:CNTs能够提高PTFE复合材料的硬度和冲击强度,在本文研究范围内,当CNTs的质量分数为7%时,PTFE复合材料的力学性能最佳;CNTs能够增加PTFE复合材料的摩擦系数、降低其磨损量,当其质量分数为10%时,PTFE复合材料的耐磨损性能最佳.纤维状碳纳米管可以阻止PTFE带状结构的大面积破坏,以及在摩擦过程中于偶件表面能够形成转移膜并隔离复合材料与偶件的直接接触是其减摩耐磨作用的主要原因.

聚苯酯、聚酰亚胺填充聚四氟乙烯复合材料的摩擦学性能研究

利用M 2 0 0 0型试验机考察了一种以聚苯酯、聚酰亚胺填充聚四氟乙烯复合材料 ,发现此复合材料具有优良自润滑性能 ,PTFE、EKONOL、PI之比为 5 0∶30∶2 0是本实验的最佳配比。运用扫描电子显微镜 (SEM)对磨损表面进行观察和分析。研究结果表明 ,聚酰亚胺可以增加转移膜与对偶的结合强度 。

SiO_2填充聚四氟乙烯复合材料的摩擦学行为研究

用机械共混和冷压成型、热烧结的方法制备了不同体积含量不同粒径的SiO2填充PTFE样品。用M－2000摩擦磨损试验机评价了不同样品在干摩擦下的摩擦学性能;用X射线能量损失谱(EDS)观察分析了摩擦前后Si元素在样品表面的分布情况。结果表明:在本实验所采用的实验条件下,SiO2/FTFE复合材料的摩擦系数随SiO2体积含量的增加而增大,抗磨损能力则有一个最佳含量;填料粒径不同,其体积填充分数对复合材料摩擦磨损性能的作用规律不同:在相同的体积分数下,粗SiO2填充PTFE的摩擦系数小于细SiO2填充PTFE的摩擦系数,且其随SiO2填充分数增加而增大的趋势远小于细SiO2填充PTFE;其具有最好抗磨能力的最佳体积填充含量也大于细SiO2的体积填充含量。SiO2这种填充作用规律可由其在PTFE基体中的形态结构特征来解释。

聚苯硫醚/聚四氟乙烯复合材料的研究

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,而且聚四氟乙烯的加入可以改善聚苯硫醚的力学性能及摩擦磨损性能。

不同纳米材料填充聚四氟乙烯复合材料的力学性能

对四种不同纳米材料SiO_2、TiO_2、Al_2O_3、ZrO_2填充PTFE复合材料进行了拉伸和硬度试验。结果表明,纳米Al_2O_3填充PTFE有比较好的力学性能,当Al_2O_3的质量分数为10％时,其综合性能最佳。纳米SiO_2填充后,PTFE的脆性及硬度显著增大。

聚四氟乙烯及其石墨填充复合材料的摩擦磨损特性

对聚四氟乙烯(PTFE)及石墨填充PTFE复合材料在不同载荷、不同润滑条件下,以及在不同对磨时间内的摩擦磨损性能进行了研究。结果表明,石墨填充PTFE的耐磨性比纯PTFE提高很多,不同的润滑条件对PTFE和石墨填充PTFE的磨损量及摩擦系数的影响不一样,对纯PTFE,其磨损量在水润滑条件下较小,而对石墨填充PTFE,其磨损量在油润滑条件下较小。

BaSO_4填充改性聚四氟乙烯复合材料的制备

采用冷压成型和烧结固化相结合的方法制备了BaSO4/PTFE复合材料,对不同用量和粒径的硫酸钡填充聚四氟乙烯复合材料性能的影响进行了研究。结果表明,BaSO4填料用量和粒径大小对复合材料的性能影响很大,当BaSO4填料粒径为44μm、质量分数为40%时,复合材料的抗磨损性能最佳,比未改性的PTFE提高了2个数量级。复合材料磨损表面的SEM分析表明,随BaSO4用量的增加,复合材料的磨损机理由粘着磨损占主导逐渐转变为磨粒磨损占主导并伴随疲劳磨损。

无机纳米微粒及聚四氟乙烯填充聚醚醚酮复合材料的摩擦学性能

以纳米Al2O3、纳米TiO2及聚四氟乙烯(PTFE)作为复合填料,利用热压成型方法分别制备了纳米Al2O3-PTFE及纳米TiO2-PTFE填充聚醚醚酮(PEEK)复合材料;采用销-盘式摩擦磨损试验机考察了纳米微粒对复合材料摩擦学性能的影响;采用扫描电子显微镜观察分析了复合材料磨损表面形貌.结果表明:纳米微粒和PTFE作为复合填料可以显著改善PEEK的摩擦学性能,其改善效果同纳米微粒的填充量相关;当纳米填料的质量分数相同时,PEEK/PTFE/nano-TiO2复合材料的摩擦磨损性能明显优于PEEK/PTFE/nano-Al2O3复合材料;含纳米Al2O3的复合材料磨损表面呈现严重塑性变形特征,且塑性变形程度随纳米微粒含量增加而增大,而含纳米TiO2的复合材料磨损表面塑性变形轻微.

炭纤维增强聚四氟乙烯复合材料在干摩擦和水润滑条件下的摩擦学行为对比研究

对比考察了炭纤维增强聚四氟乙烯(PTFE)复合材料在干摩擦和水润滑条件下的摩擦磨损性能,并探讨了其磨损机理.结果表明:在水润滑条件下,纤维增强PTFE复合材料的摩擦系数和磨损率均明显比干摩擦下的低,水起到了润滑和冷却作用;复合材料磨损表面可见明显的裸露纤维及纤维局部磨平,无明显微观裂纹,基体和纤维结合较好,磨损表面存在转移自偶件的铁,表现出犁削磨损特征;在干摩擦下,复合材料磨损表面存在大量的微观断裂裂纹,纤维发生断裂和破碎,表现出疲劳磨损特征.

不同介质中聚四氟乙烯复合材料的摩擦磨损性能

分别在碱液、水、油和干摩擦条件下考察了碳纤维和玻璃纤维填充聚四氟乙烯复合材料的摩擦磨损性能。利用SEM观察了不同介质中磨损面和对摩面的形貌,并探讨了其磨损机理。结果表明,不同介质中摩擦系数的大小关系是μ干>μ水或油>μ碱,磨损率是W水>W干>W碱或油。水、碱和油都不同程度地阻止了转移膜的形成。碱液和油具有很好的冷却与润滑作用,摩擦系数低,磨损小;然而水分子降低了填料和基体的界面粘接强度,造成犁削和磨粒磨损加重。

聚苯酯填充聚四氟乙烯复合材料的力学及摩擦学性能研究

采用共混—冷压—烧结工艺制备了聚苯酯(POB)填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,考察了POB含量对PTFE/POB复合材料机械性能和摩擦学性能的影响,探讨了材料的磨损机制和POB的减磨机制。结果表明复合材料的拉伸强度和断裂伸长率随着POB含量的增加而降低,压缩强度随着POB含量的增加而增大;随着POB含量的增加材料摩擦因数呈现增大趋势,POB质量分数在16%～27%范围内材料摩擦因数为0.20～0.24;在与AISI1045钢的对磨中复合材料发生了黏着磨损,磨损率随着POB质量分数的增加呈现下降趋势,POB质量分数超过25%后继续增加其含量复合材料磨损率降低幅度逐渐变小。

聚四氟乙烯复合材料的摩擦磨损性能研究

用 MPV 2 0 0型摩擦磨损试验机对 Mo S2 、石墨、玻璃纤维、碳纤维等填料填充的聚四氟乙烯 (PTFE)工程复合材料在干摩擦条件下的摩擦磨损性能进行了研究。考察了负荷、磨损时间和速度等对 PTFE复合材料摩擦因数和磨损量的影响 ,并对作用机理进行分析和探讨。结果表明 :填料可将 PTFE的磨损量降低 2个数量级 ,石墨和适量的硬质玻璃纤维填料协同作用 ,对改善 PTFE的摩擦磨损性能具有比较明显的效果 ,但

纳米Al_2O_3和聚四氟乙烯填充聚醚醚酮基复合材料摩擦学特性研究

以热压成型法制备了纳米Al2 O3 和聚四氟乙烯 (PTFE)填充聚醚醚酮基 (PEEK)复合材料 ,利用销盘摩擦磨损试验机研究了干摩擦条件下纳米Al2 O3 和PTFE填充PEEK的摩擦磨损特性。结果表明 ,纳米Al2 O3 使PTFE填充PEEK复合材料的摩擦磨损特性得到明显改善 ,其改善程度与纳米Al2 O3 的填充量有关 ,当纳米Al2 O3 的含量较低 (3% )时 ,纳米Al2 O3 PTFE PEEK复合材料与钢对偶面产生的磨损模式以磨粒磨损和犁削为主 ;而当纳米Al2 O3 的含量较高 (10 % )时 ,纳米Al2 O3 填充PEEK的磨损模式主要是粘着磨损 ;纳米Al2 O3 的含量为 5 %～ 7%时 ,PEEK复合材料的摩擦系数和比磨损率最低。随着载荷的增加 ,纳米Al2 O3 PTFE