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硅灰石行业新闻

改性硅灰石纤维增强ptfe材料摩擦性能研究实践

作者: tom123 时间:2022-05-19 14:39:50 阅读:116

采用硅灰石纤维(WF)、青铜粉、石墨填充改性聚四氟乙烯(PTFE),制备了PTFE摩擦材料。结果表明,与用作密封件的传统改性PTFE材料相比,采用硅灰石纤维、青铜粉与石墨复合改性的PTFE材料,具有较好的抗磨损性能,对对磨材料损伤较轻微,具有较好的硬度,能用作长期使用的密封材料。

 

关键词:聚四氟乙烯;硅灰石纤维;摩擦磨损;对磨性

 

聚四氟乙烯(PTFE)是优良的固体润滑材料,且化学稳定性和热稳定性良好。然而,PTFE磨损率高,在外力作用下有较大黏弹性变形,易蠕变,这些缺点限制了PTFE在实际中的应用。为了弥补PTFE性能上的不足,需要对其进行改性以获得良好的性能。

 

填充改性是一种简单有效的方法,既可保持其优点,又可利用复合效应,改善和克服PTFE的缺陷,提高其综合性能。在PTFE中加入不同的填料,可以显著提高其硬度及耐磨性。人们通常采用各种纤维作为增强体;采用颗粒填充PTFE,如固体润滑剂、金属粉末、金属氧化物和金属氟化物改善PTFE耐磨性能的研究在工业产品中也常使用。陶瓷颗粒如SiCSiN4BN也是常用的填充改性材料。纳米材料和聚酰亚胺、聚醚醚酮等芳香类聚合物也是PTFE重要的填料。在PTFE基体中加入各种填料进行复合化,可综合发挥各种材料的优势,以提高其耐磨性能。硅灰石纤维(WF)作为一种填充材料,常用于普通工程塑料,在PTFE材料中应用较少。硅灰石是一种无机针状矿物,其特点无毒、耐化学腐蚀、热稳定性及尺寸稳定良好,有玻璃和珍珠光泽,低吸水率和吸油值,力学性能及电性能优良以及具有一定补强作用。

 

制样工艺

采用常规的PTFE样品制备工艺,流程如下:PTFE+填料→搅拌机混合→预冷压成型→烧结成型→毛坯制品→机加工→打磨→清洗→试样

 

 

实验结果

1.1从表1可以看出,与纯PTFE材料相比,填充硅灰石纤维PTFE摩擦系数有所增大,磨损明显降低。纯PTFE的体积磨损量高达163.67mm3,加入5%WF填充改性后,磨损量降低到79.89mm3。当填充硅灰石纤维超过10%之后,磨损量有一定的降低,但是降低率变小。对磨宽度既能反映出材料的耐磨损性又能体现材料磨材料的损伤性。目前,还没有标准去认定对磨宽度多少会损伤对磨材料。但根据积累的经验,采用本实验方法,一般认为当对磨宽度超过3mm时,会对部分对磨件产生较严重的损伤。从表1数据可以看出,硅灰石纤维的填充量不能太高,当超过15%的时候,损伤对磨材料较为严重。

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1.2多元复配填料改性PTFE材料性能

单一的硅灰石纤维填充改性PTFE能起到降低磨损的作用,但是WF是纤维状刚性填料,不可避免对PTFE损伤较大。青铜粉作为一种软质粉末颗粒填料,具有较好的承压能力和一定减磨效果,是PTFE填充常用材料。石墨作为润滑剂能降低摩擦系数。因此,利用三种材料的不同优势进行复配改性PTFE。材料复配体系配方组成见表2,复合改性的PTFE材料性能见表3。

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结论

1)硅灰石纤维的加入,可以提高PTFE的耐磨损性能。但是,硅灰石纤维的加入不可避免地增大PTFE材料的摩擦系数且磨材料有一定的损伤,当硅灰石纤维质量分数超过15%时,对材料的损伤明显加剧。

 

2)青铜粉、硅灰石纤维、石墨三种填料共同填充改性PTFE起到较好的协同效果,具有较好的承压能力,抗磨损性能优异,材料损伤性不大。

 

(3)与常用的玻璃纤维、碳纤维、石墨、青铜粉填充改性的PTFE材料相比,青铜粉、硅灰石纤维、石墨复合填充的PTFE材料具有更好的承载能力,在高载荷下具有较好的耐磨损性能。

 

注:因填料配方涉及相关公司商业秘密,暂无法公布。需要更多详细信息,请联系小编获取完整PDF

 

 


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