纳米颗粒增强ptfe材料的制备方法及其性能研究

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1、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Al2O3、SiO2等）增强的PTFE基复合材料的制备工艺，各种增强填料对P

2、TFE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SiO2/PTFE复合材料中，随纳米

3、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。关键词：聚四氟乙烯硬度复合材料溶胶凝胶法填充机理界面层IIAbstractNow，rubberproductsaremainlymadebymeansofpressingwithmetalmoulds．Themouldsareveryeasytobeadheredwithrubberinmanufactoryprocessing，sothisdisadvantagecausesqualityproblemandaffectsmanufactoryeffi

4、ciency．PTFEhasexcellentanti-adhesivecapability，hightemperatureandchemicallystability．Inthisthesis，PTFEcompositesarestudiedastherubbermouldsmaterial，butitshardnessandstrengthareverylow．Tosolvethisproblem,varioussuitablefillersareaddedtoPTFE．Inthisthesis，prepa

5、rationmethodsandperformanceofNano-reinforcedPTFEcompositesmaterialwerestudied．Scanningelectronmicroscopywasutilizedtoexaminecompositesmicrostructure．Differetialscanningcalorinmetryanalysiswasperformedtostudytherelativeheatabsorbingcapacityofthecomposites．X-r

6、aydiffractionandFTIRspectroscopywerealsoperformedtostudycrystallinityandinterfacepropertyofcomposits．TheresultsshowthatwhenthefillersareaddedtothePTFEresin，thehardnessofthePTFEcompositesisincreasedandthehardnessofthenano-reinforcedPTFEishigherthanthatofthemi

7、cro-reinforcedPTFEcomposites；thesol-gelprocesscanmakethenano-fillersdispersedinthePTFEresinhomogeneously，thehardnessofcompositesmadebysol-gelprocessishigherthanthatmadebymechanicalmixtureprocess．Thecrystallinityofthecompositesdecreasedwiththeincreaseofthecon

8、tentofnano-fillers，andthereishydrogenbondintheinterface．Keywords：Polytetrafluoroethylenehardnesscompositesslo-gelprocessfillerreinforcedmechanisminterfaceIII独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得