聚四氟乙烯(PTFE)是研究较早的一种耐热性聚合物,因具有优异化学稳定性、耐高低温性(使用范围-200～260℃)、抗辐射性、介电性能以及极低摩擦系数等特点,故有“塑料王”的美称。但是,聚四氟乙烯由于分子结构所决定,带状晶体易被片状剥离,表现出力学性能、耐磨损性较差,线膨胀系数和承载变形大等缺点,限制了其应用。因此,PTFE的改性成为广泛研究的课题。玻璃微珠作为填料改性PTFE的研究目前少见文献报道。本文利用玻璃微珠作为填料,以“粉末冶金”的方法,采用模压-烧结成型的工艺制备了玻璃微珠填充PTFE基复合材料。研究了改性PTFE的物理机械性能,并对玻璃微珠的作用机理进行了初步探讨,为玻璃微珠改性PTFE复合材料的工程应用提供了理论支持。 重点研究了所制备复合材料的力学性能(压缩性能、硬度、冲击性能)及摩擦磨损性能。通过分析实验数据,得到了不同填充量的填料填充聚四氟乙烯基复合材料的压缩性能、硬度、冲击性能、磨耗系数及摩擦系数曲线。借助扫描电子显微镜观察、分析冲击断面组织结构、磨损表面形貌,研究了复合材料的摩擦磨损机理,并分析了环境温度对摩擦系数的影响。 结果表明:在聚四氟乙烯中添加一定量的玻璃微珠后复合材料的压缩强度、硬度、耐磨性能提高,摩擦系数也有一定程度的增大,而冲击性能有所降低;磨损由粘着磨损逐渐转变为磨粒磨损。用偶联剂KH-550对玻璃微珠进行表面处理,制得的复合材料性能与未处理过的填料填充复合材料的有相当差异:与未经处理时相比,玻璃微珠经过偶联剂处理之后,复合材料的硬度提高了近0.6倍;压缩强度增大了1.01MPa;冲击韧性有一定的改善;磨损率降低了近30%;摩擦系数下降,而且受环境温度影响较小,摩擦性能提高。