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聚四氟乙烯/氯氧化铁复合材料在石蜡油润滑状态下的摩擦学性能研究

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摩擦学学报（中英文） 2024年第2期44卷 179-188页

作者：李宁潘炳力张龙龙王琦贾闰囝闫俊江赵爽河南科技大学化工与制药学院河南洛阳471000

采用冷压热烧的方法制备了氯氧化铁(FeOCl)填充改性聚四氟乙烯(PTFE)复合材料.利用MM-2HL环-块摩擦磨损试验机,研究了在液体石蜡润滑状态下FeOCl含量对PTFE复合材料的影响以及在不同载荷下PTFE-FeOCl复合材料的摩擦学性能.结果表明:填充... 详细信息

采用冷压热烧的方法制备了氯氧化铁(FeOCl)填充改性聚四氟乙烯(PTFE)复合材料.利用MM-2HL环-块摩擦磨损试验机,研究了在液体石蜡润滑状态下FeOCl含量对PTFE复合材料的影响以及在不同载荷下PTFE-FeOCl复合材料的摩擦学性能.结果表明:填充FeOCl颗粒后,PTFE复合材料在石蜡油润滑状态下的摩擦学性能均有所提升.FeOCl质量分数为5%的复合材料表现出低摩擦系数和高耐磨性,且在不同载荷下均表现出优异的摩擦学性能,加入FeOCl后,在不同载荷下摩擦系数均有所降低.FeOCl的加入促进了转移膜的形成,有效地提高了PTFE材料的耐磨性.

关键词：聚四氟乙烯氯氧化铁摩擦系数磨损转移膜

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聚四氟乙烯材料切削工艺和应用研究进展

中国机械工程 2024年第3期35卷 498-514页

作者：倪敬崔智何利华付新朱泽飞杭州电子科技大学机械工程学院杭州310018 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027

聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene,PTFE)因其优异的物理化学性能而成为生产制造电子通信、航空航天等领域关键零部件的重要材料。相比模压烧结工艺,切削工艺能够更高效地加工结构较为复杂的PTFE零部件。然而,PTFE材料具有韧性强、回... 详细信息

聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene,PTFE)因其优异的物理化学性能而成为生产制造电子通信、航空航天等领域关键零部件的重要材料。相比模压烧结工艺,切削工艺能够更高效地加工结构较为复杂的PTFE零部件。然而,PTFE材料具有韧性强、回弹性高、导热性差和线膨胀系数大等特点,使得其切削加工质量难以保证,在一些特殊领域,对PTFE零部件的表面洁净度更是有极高的要求,这些都对PTFE材料的切削工艺提出了新的挑战。从PTFE材料的基础力学和物理化学等特性出发,总结了PTFE材料的切削加工性;结合聚合物切削理论及其研究方法分析了PTFE材料的切削去除机理;阐述了PTFE及其复合材料的车、铣、钻等切削加工工艺;最后概述了PTFE材料切削工艺在相关重要领域的应用现状,并从材料性能研究、基础切削理论研究、切削工艺探索等方面总结了现有研究和应用中存在的问题,对未来研究的发展趋势和研究重点进行了展望。

关键词：聚四氟乙烯切削机理切削工艺力学性能

烧结温度对石墨烯填充聚醚醚酮/聚四氟乙烯摩擦磨损性能的影响

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高分子材料科学与工程 2024年第3期40卷 98-109页

作者：刘林汤赫男王妍赵晶沈阳工业大学机械工程学院辽宁沈阳110870 辽宁五寰特种材料与智能装备产业技术研究院有限公司辽宁沈阳113001

为探究石墨烯填充聚醚醚酮/聚四氟乙烯(PEEK/PTFE)复合材料制备过程中烧结温度对复合材料摩擦磨损性能的影响,基于分子动力学模拟研究方法,分别构建10%PEEK/PTFE和1%石墨烯/10%PEEK/PTFE体系模型,通过模拟复合材料制备过程中不同的烧结... 详细信息

为探究石墨烯填充聚醚醚酮/聚四氟乙烯(PEEK/PTFE)复合材料制备过程中烧结温度对复合材料摩擦磨损性能的影响,基于分子动力学模拟研究方法,分别构建10%PEEK/PTFE和1%石墨烯/10%PEEK/PTFE体系模型,通过模拟复合材料制备过程中不同的烧结温度,得到复合材料对应的力学和摩擦学性能相关参数。在不同烧结温度制得10%PEEK/PTFE和1%石墨烯/10%PEEK/PTFE样品,进行了摩擦磨损试验及磨损形貌分析。结果表明,采用石墨烯填充PEEK/PTFE复合材料可以有效改善复合材料的摩擦磨损特性,不同烧结温度对复合材料分子间作用力、材料力学特性和摩擦特性表现出不同程度的影响,当烧结温度为360℃时,复合材料分子间作用力、材料力学特性和摩擦特性均达到峰值。

关键词：烧结温度分子动力学模拟聚四氟乙烯聚醚醚酮石墨烯

叶蛇纹石和硅灰石对聚四氟乙烯摩擦磨损行为的影响

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硅酸盐学报 2024年第6期52卷 2081-2093页

作者：王晨白志民于鹤龙尹艳丽宋占永王申杨喆中国地质大学(北京)材料科学与工程学院北京100083 陆军装甲兵学院再制造技术国家级重点实验室北京100072 西安理工大学印刷包装与数字媒体学院西安710048

将层状硅酸盐矿物引入聚合物以改善其摩擦学性能的研究,为发展智能自修复型复合材料提供了新思路。将叶蛇纹石和硅灰石粉体作为填料引入聚四氟乙烯(PTFE),通过球磨混合-冷压成型-无压烧结的方式制备得到不同成分的矿物增强PTFE基复合材... 详细信息

将层状硅酸盐矿物引入聚合物以改善其摩擦学性能的研究,为发展智能自修复型复合材料提供了新思路。将叶蛇纹石和硅灰石粉体作为填料引入聚四氟乙烯(PTFE),通过球磨混合-冷压成型-无压烧结的方式制备得到不同成分的矿物增强PTFE基复合材料。研究了复合材料物相结构、微观形貌与成分、邵氏硬度和干摩擦条件下的摩擦磨损行为,讨论了叶蛇纹石和硅灰石粉体对PTFE/高碳铬轴承钢摩擦副的减摩抗磨协同机制。结果表明:得益于矿物对PTFE的强化作用和对偶表面兼具高硬度和自润滑特性的摩擦反应膜的形成,复合材料表现出优异的摩擦学性能;与添加单一叶蛇纹石相比,硅灰石矿物的添加降低了叶蛇纹石的相变温度,促进了摩擦反应膜的形成,对改善复合材料的摩擦学性能具有良好的协同作用;同时添加10%(质量分数)叶蛇纹石和20%(质量分数)硅灰石的PTFE基复合材料平均摩擦系数和磨损体积较纯PTFE分别降低44.2%和71.4%。

关键词：叶蛇纹石硅灰石聚四氟乙烯摩擦反应膜摩擦磨损

氧化铝/聚四氟乙烯热化学反应特性及影响因素

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火炸药学报 2024年第1期47卷 35-43页

作者：刘瑞华王亚军万奕甘强北京理工大学爆炸科学与安全防护国家重点实验室北京100081

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... 详细信息

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。

关键词：物理化学氧化铝聚四氟乙烯 PTFE 热化学反应特性铝热剂预点火反应

高性能凹凸棒土-聚四氟乙烯分离膜的制备工艺及其研究

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表面技术 2024年第10期53卷 230-242页

作者：吕震北彭文海潘文涛薛伟彭德连王春笋温州大学机电工程学院浙江温州325035 温州大学激光加工机器人国际科技合作基地浙江温州325035 温兄控股集团股份有限公司浙江温州325024

目的由于工业含油废水的日益增多和溢油事故的频发,高性能分离膜的制备研究受到了极大的关注。有特殊表面润湿性的膜由于其分离效果好,在油水分离的实际应用中被广泛应用。然而,实际要获得有特殊表面润湿性的膜不仅制备过程复杂,而且成... 详细信息

目的由于工业含油废水的日益增多和溢油事故的频发,高性能分离膜的制备研究受到了极大的关注。有特殊表面润湿性的膜由于其分离效果好,在油水分离的实际应用中被广泛应用。然而,实际要获得有特殊表面润湿性的膜不仅制备过程复杂,而且成本高昂。制备有特殊润湿性表面的方法通常为2步,先构造分级粗糙表面,然后用低表面能材料对表面进行化学修饰。方法提出了一种简单、低成本、高效的方法,通过皮秒激光在聚四氟乙烯上打孔,然后喷涂凹凸棒土来制备高性能的凹凸棒土-聚四氟乙烯油水分离膜。结果制得凹凸棒土-聚四氟乙烯分离膜,由于聚四氟乙烯本身就具有疏水性,再经过打孔、喷涂工艺的叠加,其表面形成了独特且粗糙的微纳结构,测试的样品中接触角均在150°以上,具有超疏水特性。在油水分离过程中,薄膜的微孔直径小于200μm时,其油水分离效率均在98.0%以上。更重要的是,所制备的膜的分离效率在严重磨损或40次分离循环后没有明显变化,其分离效率仍在96.0%以上,并且在强酸强碱等腐蚀介质中浸泡24h后,依然具有良好的润湿性能和油水分离性能,表明该膜具有良好的耐用性和稳定性,为快速制备高性能分离膜提供了新的途径。结论制备的超疏水凹凸棒土-聚四氟乙烯膜具有优异的性能,可在实际过程中广泛应用。

关键词：凹凸棒土聚四氟乙烯微纳结构超疏水性能油水分离

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聚四氟乙烯滤料高温裂解和动态力学性能

复合材料学报 2024年

作者：刘宇升王洪单伟哲纺织面料技术教育部重点实验室纺织学院东华大学

随着袋式除尘技术的广泛应用，滤袋失效和回收利用等问题愈发引人关注。为了解聚四氟乙烯（PTFE）滤料是否会在使用时产生失效问题和焚烧处理时产生有害气体成分，本文分别采用动态力学分析-固体分析仪和热重-红外-气相色谱质谱联用仪... 详细信息

随着袋式除尘技术的广泛应用，滤袋失效和回收利用等问题愈发引人关注。为了解聚四氟乙烯（PTFE）滤料是否会在使用时产生失效问题和焚烧处理时产生有害气体成分，本文分别采用动态力学分析-固体分析仪和热重-红外-气相色谱质谱联用仪，探究PTFE滤料在高温裂解的气体成分，以及在模拟使用温度下的动态力学性能和蠕变性能，为PTFE滤料的合理使用和后处理提供科学依据。结果表明：PTFE在空气氛围中裂解会产生碳酰氟、四氟乙烯、六氟丙烯等有害气体。与PTFE基布增强和芳纶基布增强芳纶针刺滤料相比，随着温度升高，PTFE基布增强PTFE针刺滤料的拉伸强力显著降低，而芳纶基布增强芳纶针刺滤料则无明显变化。在蠕变性能方面，PTFE滤料抗蠕变性能差，PTFE基布增强芳纶针刺滤料在低应力水平下有良好的抗蠕变性能，而芳纶基布增强芳纶针刺滤料则在高低应力水平下皆有较好的抗蠕变性能。

关键词：聚四氟乙烯热裂解蠕变芳纶滤料

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聚四氟乙烯的表面改性研究进展

化学与生物工程 2024年第6期41卷 1-6,36页

作者：王苗路涛谭少博杜延华张志成西安交通大学化学学院陕西西安710049 陕西德天励成新材料科技有限公司陕西西安710049 山东华夏神舟新材料有限公司山东淄博256401

聚四氟乙烯(PTFE)因其独特的分子结构而具有优异的性能,如较高的热稳定性和化学稳定性,在电子、食品加工与包装、农业、航空航天、生物医学等领域得到广泛应用;然而,由于强化学惰性和极低的表面能,导致PTFE不容易附着任何附加涂层,严重... 详细信息

聚四氟乙烯(PTFE)因其独特的分子结构而具有优异的性能,如较高的热稳定性和化学稳定性,在电子、食品加工与包装、农业、航空航天、生物医学等领域得到广泛应用;然而,由于强化学惰性和极低的表面能,导致PTFE不容易附着任何附加涂层,严重限制了其大规模应用。综述了PTFE表面改性方法研究进展,包括化学溶液法、等离子体法、辐照法等,在分析各种方法优缺点的基础上,对PTFE表面改性方法的发展趋势进行了展望。

关键词：聚四氟乙烯表面改性辐照改性等离子体改性

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SF_(6)气氛下聚四氟乙烯的热解研究

高压电器 2024年第5期60卷 189-193页

作者：杨韧郭萌杨景慧汪金星张晓张伟强国网陕西省电力公司电力科学研究院西安710054 陕西师范大学化学化工学院西安市金属有机材料化学重点实验室西安710119 国网陕西省电力公司西安710054

SF_(6)设备内局部过热故障会产生全氟碳烃类特征分解产物。为了探明氟碳烃分解产物与PTFE热分解劣化过程的内在联系,本研究采用同步差示扫描量热/热重/色谱联用技术,构建可追踪到氟碳烃分解产物的六氟化硫热分解反应模型。系统地将热解... 详细信息

SF_(6)设备内局部过热故障会产生全氟碳烃类特征分解产物。为了探明氟碳烃分解产物与PTFE热分解劣化过程的内在联系,本研究采用同步差示扫描量热/热重/色谱联用技术,构建可追踪到氟碳烃分解产物的六氟化硫热分解反应模型。系统地将热解升温速率/分解温度/分解产物体积分数条件与实验确定的特征分解产物/绝缘材料侵蚀联系起来,阐明了500~600℃温度区间SF_(6)-PTFE热分解形成六氟乙烷、八氟丙烷的化学反应历程。该结果可直接应用于局部过热故障造成的断路器喷口侵蚀进行定性定量检测,相关氟化分解反应为喷口故障精准分析提供实验和理论依据。

关键词：聚四氟乙烯热分解 SF_(6)分解产物喷口侵蚀