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聚四氟乙烯(PTFE)是一种热塑性塑料,有“塑料王”之称,具有高度的化学稳定性和优异的润滑性,是重要的防腐和减摩材料。但PTFE耐磨性和机械性能差,限制了其广泛应用。为改善其性能,通常采用填充改性、表面改性和共混改性对PTFE进行改性。本研究选用填充改性法,制备出玻璃纤维、碳纤维和石墨填充增强PTFE复合材料,分析了原料配比对PTFE复合材料性能的影响,探讨了增强机理,为扩大PTFE的应用提供理论依据。用偶联剂对碳纤维和玻璃纤维进行偶联改性,探索了偶联工艺,并通过摩擦磨损试验结果来观察偶联效果。结果表明:对玻璃纤维进行偶联处理,能显著提高复合材料耐磨性。碳纤维的偶联效果不如玻璃纤维显著。测试了PTFE及其复合材料的摩擦磨损性能,使用扫描电镜(SEM)对磨损表面形貌观察,探讨玻璃纤维、碳纤维和石墨填充增强PTFE复合材料的减摩耐磨机理,结果表明:玻璃纤维和碳纤维在基体中优先承受载荷,并能将摩擦面上压应力和剪应力传递到基体内部而不至于表面层应力集中,有效阻止了PTFE的大面积破坏,提高了耐磨性。但玻璃纤维和碳纤维会在磨损面富集,导致摩擦系数提高,并且在载荷的作用下纤维容易脱落,造成磨粒磨损。石墨可以在磨损表面形成润滑膜,降低摩擦系数,提高材料耐磨性。石墨的加入还可以减小纤维所受的摩擦力,降低纤维的脱落趋势,起到了润滑剂的作用。玻璃纤维和石墨协同增强复合材料,其摩擦系数与玻纤含量的关系与玻璃纤维单独增强复合材料相反,说明石墨与玻璃纤维产生了协同润滑效应。玻璃纤维、石墨和碳纤维协同增强PTFE复合材料的摩擦磨损性能更佳。通过拉伸试验、冲击试验、硬度测试、压缩试验、热机械弯曲变形和压缩变形综合测试了PTFE及其复合材料的力学性能和热机械性能,结果表明:玻璃纤维使压缩强度、硬度和热机械弯曲性能提高,但拉伸强度、冲击强度和热机械压缩性能下降,材料呈脆性;碳纤维使拉伸强度、压缩强度和硬度和热机械性能提高,但冲击强度下降,材料呈脆性;石墨能提高压缩强度和热机械性能,但硬度、拉伸强度和冲击强度下降;玻璃纤维、碳纤维和石墨协同填充增强PTFE复合材料,拉伸强度、压缩强度、硬度和热机械性能均得到提高,冲击强度有所下降,但仍属韧性材料。综合试验结果可知:玻璃纤维、碳纤维和石墨协同增强PTFE复合材料的摩擦磨损性能、综合力学性能和热机械性能较好。最优原料配比为:PTFE∶玻璃纤维∶碳纤维∶石墨=70∶20∶5∶5(质量比)。