資源描述：
《試析鈦酸鉀晶須增強ptfe基復(fù)合材料界面與組分及性能的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、南京工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文鈦酸鉀晶須增強PTFE基復(fù)合材料界面與組分及性能的研究姓名：陳東輝申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：化學(xué)工程指導(dǎo)教師：陸小華;馮新2002.1.1南京工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要料是人類文明進(jìn)步的物質(zhì)基礎(chǔ)，復(fù)合材料是材料中的新秀，它由基體相、增強相和界面相組成。復(fù)合材料的整體性能服從復(fù)合效應(yīng)，表現(xiàn)為復(fù)合材料的性能在其組分材料基礎(chǔ)上的線性和非線性的綜合。聚合物基復(fù)合材料是復(fù)合材料中發(fā)展最快的一類，它具有一系列優(yōu)越特性。界面、組分和工藝是復(fù)合材料設(shè)計、性能調(diào)節(jié)的三個關(guān)鍵技術(shù)，而界面性能往往對材料性能起決定性作用。人們通過調(diào)節(jié)界面
2、粘結(jié)特性可使復(fù)合材料的韌性和高強度之問達(dá)到合理的平衡。鈦酸鐘晶須具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、力學(xué)性能，它可作復(fù)合材料的增強材料、摩擦材料等。由于晶須尺寸細(xì)微，能克服玻纖的諸多缺點，特別適合制造形狀復(fù)雜、精度要求高的制品。PTFE因其十分優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、極小的摩擦系數(shù)而被廣泛地應(yīng)用于化學(xué)化工、電子電氣、宇航、軍事等領(lǐng)域，但嚴(yán)重的蠕變、耐磨性差等缺點極大地限制了它的廣泛應(yīng)用。玻纖增強PTFE基本能滿足工業(yè)上的一般要求，但是在化學(xué)、／工業(yè)強酸、強堿及高溫的苛刻條件下，它顯得無能為力。y／本文的思路是用既有優(yōu)異化學(xué)穩(wěn)定性，又有優(yōu)良耐磨性的鈦酸鉀晶
3、須來填充PTFE，有希望得到既能抗蠕變、耐磨，又能保持原來優(yōu)異化學(xué)穩(wěn)定性的填充PTFE復(fù)合材料；與此同時，通過性能測試和各種形貌、結(jié)構(gòu)表征手段研究p”Ⅳ增強PTFE基復(fù)合材料界面、組分和性能之間的規(guī)律關(guān)系。，本文首先建立了棒球填充模型，以模型預(yù)測使PTW增強PTFE基復(fù)合材料達(dá)到最佳綜合性能的PTW含量范圈。實驗數(shù)據(jù)證實了該模型能夠在力學(xué)性能方面對纖維／聚合物體系填充劑含量的選擇起重要的指導(dǎo)性作用。／—1通過平行實驗探索不同的偶聯(lián)劑和不同的填充劑含量對PTW增強PTFE基L復(fù)合材料性能的影響，通過SEM發(fā)現(xiàn)了PTW增強PTFE基復(fù)合材
4、料特有的纏絲結(jié)構(gòu)和團(tuán)聚現(xiàn)象。選擇恰當(dāng)?shù)呐悸?lián)劑可以顯著改善界面黏結(jié)，從而實現(xiàn)對復(fù)合材料性能的全面提高。PTW增強PTFE基復(fù)合材料的熱變形溫度可達(dá)118℃，比純PTFE提高了46℃，比GF／PTFE所能達(dá)到的最高熱變形溫度高出36℃；其拉伸強度和沖擊強度可以分別比純PTFE提高37％和27％，分別比GF／PTFE所能達(dá)到的最高值提高了24％．}1137％。籀l負(fù)選用各種表面活化劑改善PTW的流動性。發(fā)現(xiàn)CTAB、濕法偶聯(lián)顯著提高了PTW在水中的分散性：一般說來，PTW的堆積密度越小，其團(tuán)聚和搭橋就越嚴(yán)重。將不同表面處理的PTw分別以10
5、％的比例填充PTFE，測試復(fù)合材料性能。發(fā)現(xiàn)表面活化劑能夠明顯改善PTw在基體中的分散性，但同時減弱了界面黏結(jié)，最終使復(fù)合材料的整體性能下降；而單獨改善PTW在基體中的分散性對材料有增韌作用，濕法偶聯(lián)因此能夠大幅提高復(fù)合材料的韌性。本文還發(fā)現(xiàn)，根據(jù)平行試樣的各項力學(xué)性能指標(biāo)的位置互動關(guān)系可以明確地推斷出各種表面處理對PTw在基體中的分散性和PTw與基體間界面粘結(jié)的貢獻(xiàn)。測試不同種PTFE基復(fù)合材料在不同填充劑含量下的力學(xué)性能和熱性能。測得PTW增強PTFE基復(fù)合材料拉伸強度和斷裂伸長率的峰值對應(yīng)的填充劑含量為5％左右，沖擊強度峰值對應(yīng)
6、的填充劑含量為15％左右，而熱變形溫度峰值對虛的填充劑含量為20％左右。以GF／PTFE作為參比樣，在各種摩擦條件下，以SRV摩擦磨損試驗機研究了T-PTW／PTFE系列的摩擦學(xué)特性。發(fā)現(xiàn)在載荷為200N時，T-PTW／PTFE的摩擦系數(shù)比GF／PTFE的更穩(wěn)定；在相同試驗條件下，T-PTW／PTFE的磨損量略高于GF／PTFE的磨損量；T．PTw，PTFE和GFfPTFE的負(fù)荷極限和滑行速度極限均比純PTFE的有所增高；高溫(200℃)使T-PTW／PTFE的耐磨性增強，使GF／PTFE的耐磨性減弱。在常溫下和在55℃的恒溫水浴中，
7、將～定填充劑含量的PTW／PTFE、GF伊TFE和PTFE試樣分別浸置于濃酸和濃堿中，發(fā)現(xiàn)經(jīng)表面偶聯(lián)處理的PTW增強PTFE基復(fù)合材料有著優(yōu)異的耐堿性能，但耐酸性不如想象的好；GF，PTFE的耐酸性很＼八好，但不耐堿；溫度的升高會加快材料的腐蝕速度。、)、√笑鍵詞：復(fù)合材料鈦酸鉀品須聚四氟乙烯界面改性力學(xué)性能摩擦學(xué)性能南京工業(yè)大擘碩士學(xué)位論文ABSTRACTMaterialsarethebaseofadvanceofhumancivilization．Invariousmaterials，compositeisapromisingon
8、e．Compositesconsistofmatrixphase，reinforcingphaseandinterface．Theglobalperformanceofcompositesobeysrecombinant
