本文關(guān)鍵詞：高粘接力PTFE復(fù)合材料的制備及性能研究

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【摘要】：聚四氟乙烯(PTFE)具有低介電、耐高溫、耐化學(xué)腐蝕等優(yōu)異性能。但其分子結(jié)構(gòu)高度對稱、結(jié)晶度高,導(dǎo)致其表面能低、浸潤性差,具有顯著的難粘性,限制了PTFE的應(yīng)用。為改善PTFE的表面可粘接性能,本文制備了表層多孔PTFE,并分別用金屬、無機(jī)物、有機(jī)物、無機(jī)/有機(jī)復(fù)合改性PTFE的表層,對復(fù)合材料的可粘接性等性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究。本文首先探討了影響PTFE燒結(jié)工藝的主要因素(燒結(jié)溫度、升溫速率、保溫時間、預(yù)成型模壓壓力、保壓時間)等。然后,通過對PTFE分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和粘接理論進(jìn)行分析,對PTFE表層采用多孔改性和填充改性兩個途徑進(jìn)行改性,并制備出了高粘接力PTFE復(fù)合材料。其中,表層多孔改性采用了添加化學(xué)發(fā)泡劑制備PTFE復(fù)合材料;表層填充改性分別用金屬、無機(jī)物、有機(jī)物、無機(jī)/有機(jī)復(fù)合改性PTFE。最后,采用SEM、TG、FT-IR、搭接拉伸剪切強(qiáng)度等分析表征手段對改性后材料的表面形貌、熱穩(wěn)定性、可粘接性能進(jìn)行系統(tǒng)了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:表層多孔改性中,分別選用偶氮二甲酰胺(AC)、碳酸氫鈉(Na HCO3)、草酸(H2C2O4)和三種型號偶氮二甲酰胺(AC)作為發(fā)泡劑試驗(yàn)后,發(fā)現(xiàn)表層中添加20 wt%AC(CCR20A)發(fā)泡劑的PTFE復(fù)合材料,搭接拉伸剪切強(qiáng)度值達(dá)4.08 MPa;三種型號的AC發(fā)泡劑中,型號為CCR20A的發(fā)泡效果最佳;SEM觀察到樣品表面呈現(xiàn)孔徑大小、分布均勻的多孔結(jié)構(gòu);發(fā)泡劑的分解使得其表面呈現(xiàn)出多孔結(jié)構(gòu),有利于膠黏劑的滲入,提高了復(fù)合材料的搭接拉伸剪切強(qiáng)度,并且對PTFE的熱穩(wěn)定性影響較小;在表層填充改性方法中,金屬Ni含量為5 wt%時,改性效果最好,復(fù)合材料搭接拉伸剪切強(qiáng)度值為1.06 MPa;添加6 wt%納米Si O2時,復(fù)合材料的搭接拉伸剪切強(qiáng)度值為5.43 MPa;添加相同量羥基有機(jī)硅(1500 cps)和乙烯基有機(jī)硅(1200 cps),且燒結(jié)時間為40 min時,復(fù)合材料的搭接拉伸剪切強(qiáng)度值分別為5.74 MPa、5.81 MPa,納米Si O2、有機(jī)硅是實(shí)驗(yàn)中所有無機(jī)、有機(jī)填充材料中效果最好的;無機(jī)/有機(jī)復(fù)合改性中,無機(jī)納米Si O2不經(jīng)過表面改性、添加5 wt%、乙烯基有機(jī)硅粘度為1200 cps、預(yù)成型模壓壓力是23.52 MPa、燒結(jié)時間40 min、PTFE添加2 g時,Si O2/乙烯基有機(jī)硅復(fù)合材料的搭接拉伸剪切強(qiáng)度值為9.48 MPa,粘接性能相對最優(yōu)。用此方法制備的高粘接力PTFE復(fù)合材料的制備工藝簡單、原材料成本低,并且改性后PTFE的表面性質(zhì)長期穩(wěn)定性好。
【關(guān)鍵詞】：PTFE 粘接 改性 多孔 納米
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB33
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-26
• 1.1 PTFE概述10-11
• 1.1.1 PTFE的組成、結(jié)構(gòu)與性能10
• 1.1.2 PTFE成型加工10-11
• 1.1.3 PTFE應(yīng)用與發(fā)展11
• 1.2 PTFE改性11-23
• 1.2.1 PTFE難粘原因11-12
• 1.2.2 PTFE表面改性12-16
• 1.2.3 多孔材料16-18
• 1.2.4 PTFE多孔改性18-20
• 1.2.5 PTFE填充改性20-21
• 1.2.6 PTFE金屬填充改性21-23
• 1.3 本論文研究目的及主要內(nèi)容23-26
• 1.3.1 本論文研究目的23-24
• 1.3.2 本論文主要研究內(nèi)容24-26
• 2 PTFE燒結(jié)工藝探討26-32
• 2.1 引言26
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分26-28
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料26
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器26-27
• 2.2.3 PTFE制備工藝27-28
• 2.2.4 測試與表征28
• 2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論28-31
• 2.3.1 燒結(jié)溫度的確定28-29
• 2.3.2 升溫速率的確定29-30
• 2.3.3 燒結(jié)時間的確定30
• 2.3.4 成型模壓壓力的確定30-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 3 PTFE表層多孔改性32-41
• 3.1 引言32
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分32-34
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料32-33
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器33
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)步驟33-34
• 3.2.4 測試與表征34
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論34-40
• 3.3.1 發(fā)泡劑種類及含量對搭接拉伸剪切強(qiáng)度的影響34-37
• 3.3.2 發(fā)泡劑型號及含量對搭接拉伸剪切強(qiáng)度的影響37-39
• 3.3.3 熱分析39-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 4 PTFE表層填充改性41-66
• 4.1 引言41
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分41-43
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料41-42
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器42-43
• 4.2.3 實(shí)驗(yàn)步驟43
• 4.2.4 測試與表征43
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論43-64
• 4.3.1 PTFE表層金屬改性43-45
• 4.3.2 PTFE表層無機(jī)物改性45-49
• 4.3.3 PTFE表層有機(jī)物改性49-52
• 4.3.4 PTFE表層無機(jī)/有機(jī)復(fù)合改性52-64
• 4.4 本章小結(jié)64-66
• 結(jié)論66-68
• 展望68-69
• 致謝69-70
• 參考文獻(xiàn)70-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文以及研究成果77

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本文編號：533204