纳米颗粒增强PTFE材料的制备方法及其性能研究

作     者：张雁鸿 

作者单位：华中科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：肖建中

授予年度：2006年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：聚四氟乙烯 硬度 复合材料 溶胶凝胶法 填充机理 界面层 

摘      要：在橡胶产品的生产过程中,橡胶易于与金属模具产生粘连而使模具使用寿命降低,金属模具的这一缺陷既影响产品质量又影响生产效率。针对这一问题,联系聚四氟乙烯(PTFE)的优异的抗粘连性能、很高的化学稳定性和热稳定性,本文采用PTFE作为模具材料,从根本上解决模具与橡胶材料的粘连问题。要采用PTFE作为橡胶模具的模具材料,就必须提高其强度和硬度。 提高聚四氟乙烯树脂的强度硬度的方法主要是通过向其中添加高强度、高硬度的增强填料。本文对增强填料(如AlO、SiO等)增强的PTFE基复合材料的制备工艺,各种增强填料对PTFE基复合材料硬度的影响了研究。用SEM、DSC、XRD、FTIR对复合材料的微观形貌、结晶度、界面性能进行了较为详细的研究。研究发现当填料直径为纳米尺度的时候,填充粒子直径越小复合材料硬度越高;填料直径为微米尺度的时候,填充粒子直径越大复合材料硬度越高;在填料含量相同的条件下,纳米粒子填充的PTFE基复合材料的硬度明显高于微米粒子填充的PTFE基复合材料的硬度;用溶胶凝胶法制备的纳米复合材料,纳米粒子可以较均匀分散在基体中,比用机械混合法制备的纳米复合材料的硬度高。在纳米SiO/PTFE复合材料中,随纳米粒子填充含量的增加,复合材料结晶度降低,且其界面存在氢键。