三元高分子復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能

蔣 雯

（陜西科技大學(xué)，陜西西安 710021)

三元高分子復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能

蔣 雯

（陜西科技大學(xué)，陜西西安 710021)

以聚四氟乙烯，即“PTFE”-聚對羥基苯甲酸酯（Ekonol）-石墨（C）復(fù)合材料作為研究對象，系統(tǒng)論證這類材料磨損率、抗拉強度及抗沖擊強度的變化規(guī)律，并使用偏光顯微鏡、差熱分析研究它的聚態(tài)構(gòu)成。結(jié)論證明，推廣之后的關(guān)系式同樣適用于互相之間不相溶的三元高分子復(fù)合材料，它的基體表現(xiàn)為結(jié)晶性高聚物。

三元高分子；復(fù)合材料；結(jié)構(gòu)性能

關(guān)于復(fù)合材料的相關(guān)論證和說明有很多，在《三元高分子復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系》一文中，對二元復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和性能關(guān)系，進行了詳細的論證，并提出了相應(yīng)的計算公式，但它是否可以適應(yīng)多元復(fù)合材料互不相溶的高分子結(jié)晶性復(fù)合結(jié)晶性體系當中，以及它的具體的式子等情況，還無從考證。所以，本文對三元復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，進行詳細的分析和研究，并得出相應(yīng)的論證結(jié)構(gòu)，已驗證這一關(guān)系式。所謂的三元即PTFE-Ekonol-（C）。

1 相關(guān)原理

在對復(fù)合材料的性能和結(jié)構(gòu)關(guān)系的研究當中，我們應(yīng)該對二元復(fù)合材料內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)系，進行深入的研究，并指出復(fù)合材料的內(nèi)部關(guān)聯(lián)，復(fù)合材料是由不同結(jié)晶物質(zhì)所組成。根據(jù)這一情況，我們又提出了兩組不相溶結(jié)晶性高分子復(fù)合材料的關(guān)系式，用來表明復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能所發(fā)生的一系列變化。

綜合來看，可以將上述公式當做統(tǒng)一的公式推廣到這一體系當中。但如果將上述公式，應(yīng)用到多元復(fù)合材料的體系當中，應(yīng)該將這一關(guān)系式，進行改寫。

1）關(guān)于固定填料之間的重量比。將k當作是Ekonol和C之間的比對，所以：

通過使用上述公式的結(jié)論，可以得出三組分子體系力學(xué)性能發(fā)生變化時，x的變化，測定PTFE和填料的密度情況，它的表現(xiàn)結(jié)果為：

PTFE：d1=1.10g/cm3，d1c=1.15g/cm3，根據(jù)相應(yīng)的計算公式得出，f1c的結(jié)果為70.6%。

Ekono：d2=1.26g/cm3；C：d3=2.20g/cm3。

2）C的重量分數(shù)x3固定為0.06。根據(jù)這一公式得出新的公式，即使用新的公式，當x3=0.06時，x1=66.2%。

2 實驗情況

2.1 式樣的具體制備

（1）原料。PTFE：上海電化廠生產(chǎn)的超細度粉末；Ekono：過180目的合成粉末；C：過180目的化學(xué)純粉末。

（2）制備的流程：混料—干燥—成型—燒結(jié)—試樣。

2.2 測定結(jié)構(gòu)和性能

（1）差熱分析，使用燒結(jié)之后的鋸末進行分析，并采用CDR-1分析儀，進行測定。

（2）抗沖擊強度，使用小型擺錘式?jīng)_擊機在常溫下進行測定。

（3）磨損率，使用自制的簡易儀器進行測定，滑動速度在45.3cm/s，負荷為16.358kg，常溫下干磨80min左右。

3 結(jié)論

3.1 關(guān)于聚態(tài)結(jié)構(gòu)的結(jié)論

由差熱分析得出PTFE與各式樣分析的結(jié)果。我們可以將DTA熔融譜線底部所對應(yīng)的溫度，當做是材料的熔點。通過對比分析發(fā)現(xiàn)，純粹的PTFE的熔點與各試樣相同，這也表明多元復(fù)合材料大多是多項體系，而且各組之間互相不溶合。

3.2 耐磨性與其他性能

（1）磨損情況。根據(jù)各類數(shù)據(jù)的比對發(fā)現(xiàn)。填料的總含量已經(jīng)高達36%左右，磨損的情況已經(jīng)出現(xiàn)了最低值。

（2）抗沖擊強度。通過對各類材料的抗沖擊強度，進行研究發(fā)現(xiàn)，它是四組試樣的強度和組成的關(guān)系，也具體表現(xiàn)為隨填料總數(shù)的增加，而急速下降，并且在34%的地方，出現(xiàn)了一定的轉(zhuǎn)折，然后緩慢的降低。

綜上所述，三元復(fù)合材料力學(xué)性能變化的轉(zhuǎn)折點，與構(gòu)成的實驗數(shù)值有著一致性，而且與基體樹脂微晶體骨架發(fā)生

變化時的構(gòu)成一致。該類現(xiàn)象在二元當中得到證實，同樣它也適用于三元體系。

[1] 何東旭，邱瑤，李林玲，等.大片層石墨烯/四氧化三鐵/有機高分子三元復(fù)合吸波材料的溶劑熱法制備（英文）[J].中國科學(xué)：材料科學(xué)（英文），2015，（7）：566-573.

[2] 朱斌，何鵬飛，朱路，等.多元高分子復(fù)合材料在旋轉(zhuǎn)接頭中的應(yīng)用研究[J].流體機械，2013，41（11）：52-55+51.

Structure and Properties of Ternary Polymer Composites

Jiang Wen

This article with PTFE，namely ”PTFE”-poly hydroxy benzoic acid ester（Ekonol）-graphite composite material（C）as the research object，the system demonstrates this kind of material wear rate，tensile strength and impact strength of the change rule，and use the polarizing microscope，differential thermal analysis and study of poly（state it.Conclusion has been proved that the relation between the promotion after，this formula applies to each other not miscibility between the ternary polymer composite material，its matrix expression for the crystalline polymer.

the ternary polymer；composite materials；structure and performance

TB383

A

1003–6490（2017）11–0079–02

2017–09–01

蔣雯（1995—），女，陜西西安人，本科在讀，主要研究方向為非織造材料與工程。