鈦酸鉀晶須增強(qiáng)聚醚醚酮復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、本論文研究了用六鈦酸鉀晶須（PTW）和聚四氟乙烯（PTFE）填充改性聚醚醚酮（PEEK），制得 PTW/PEEK和PTFE/PTW/PEEK復(fù)合材料，并探討了復(fù)合材料的力學(xué)及摩擦學(xué)性能。
　　先用偶聯(lián)劑對(duì)六鈦酸鉀晶須進(jìn)行活化處理，篩選確定了合適的偶聯(lián)劑類型并確定了其最佳用量，用經(jīng)過活化處理后的PTW填充改性PEEK制得復(fù)合材料，并通過注塑成型制備檢測(cè)試樣。采用 MM200摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)和45＃鋼環(huán)配副研究了PTW質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)復(fù)合材料

2、摩擦學(xué)性能的影響以及PTW和PTFE對(duì)復(fù)合材料的協(xié)同作用效果。利用掃描電子顯微鏡觀察分析了復(fù)合材料斷口表面和磨損表面形貌，并分析了磨損機(jī)理。
　　研究結(jié)果表明，鈦酸酯偶聯(lián)劑TM38-S適合用于活化處理PTW，且當(dāng) TM38-S用量為 PTW質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1％時(shí)，活化效果最好。對(duì)PTW/PEEK復(fù)合材料注塑成型條件研究表明，注塑溫度及模具溫度對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)性能影響極大：隨著注塑溫度的升高，制品的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)，當(dāng)

3、注塑溫度過高時(shí)，PEEK的熱分解現(xiàn)象加劇，在注塑制品中容易生成大的球晶，從而使制品易碎，力學(xué)性能降低；隨著模具溫度的升高，制品的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度也隨之升高，但是當(dāng)模具溫度過高時(shí)，制品的內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生氣孔，容易產(chǎn)生產(chǎn)品塌陷現(xiàn)象。故控制模具溫度為（180±10）℃，在此溫度下，熔體有較好的充模特性，材料的結(jié)晶度高，并且無再結(jié)晶峰，力學(xué)性能優(yōu)良；另外通過對(duì) PTW/PEEK制品進(jìn)行退火處理后，PTW/PEEK制品的力學(xué)性能進(jìn)一步得到提高。在注塑

4、溫度由前到后依次為390℃、380℃、365℃，模具溫度為180℃，對(duì)PTW/PEEK制品進(jìn)行注塑成型后，并在退火處理?xiàng)l件為200℃，1h下對(duì)試樣進(jìn)行退火后，所制得的復(fù)合材料的綜合性能最優(yōu)。
　　在干摩擦條件下，填充 PTW可明顯降低 PEEK基復(fù)合材料的摩擦系數(shù)，隨著 PTW含量增加，PTW/PEEK復(fù)合材料摩擦系數(shù)先降低后略有升高，復(fù)合材料的磨損量也隨 PTW含量的增加而降低，當(dāng)PTW含量為15%時(shí)耐磨性能最佳。PTFE以一定

5、的質(zhì)量比添加進(jìn)PTW/PEEK復(fù)合材料時(shí)可降低復(fù)合材料摩擦系數(shù)，也使復(fù)合材料的耐磨性顯著提高，且隨著PTFE質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，PTFE/PTW/PEEK復(fù)合材料的耐磨性能隨之提高，但復(fù)合材料的力學(xué)性能降低，這是由于組分間相容性不佳造成的。分析認(rèn)為，PTW晶須提高了復(fù)合材料的表面承載能力，摩擦過程中減少摩擦副表面粘著和剝層，阻止基體樹脂的熱塑性變形，同時(shí)PTFE的優(yōu)先粘著轉(zhuǎn)移使得 PTW/PTFE/PEEK復(fù)合材料在對(duì)偶表面形成的轉(zhuǎn)移膜最薄，