PTFE／PI复合材料的热性能及机械性能分析

PTFEPI复合材料的热性能及机械性能分析
【摘要】制备并研究了不同配比的PTFE PI复合材料的热性能及机械性能
变化，并用扫描 电镜对其微观形态进行了观察。结果表明：此复合材料的耐热性
及机械性能相对于聚四氟乙烯纯树脂有明 显的提高。维卡软化温度达到182℃，
比基体树脂纯PTFE高90℃；初始分解温度达到467℃， 比基体树脂纯PTFE高
11℃；熔融温度基本稳定在330℃左右；洛氏硬度提高27HRL；弯曲强 度提高
28 MPa。SEM表明：复合材料断面出现韧窝状形貌，PI起到辅助增韧作用。

【关键词】聚四氟乙烯，聚酰亚胺，复合材料，热性能，机械性能

尽管目前已开发 出许多具有优良性能的工程塑料，但单一树脂材料并不具备
耐摩擦、和自润滑等综合性能。将不同种类的 聚合物共混，可获得具有良好综合
性能的新型高分子材料。耐热复合材料是一种在高温下有望发挥其性能 的材料，
材料为了达到耐热性的提高，长寿命化，可靠性以及轻量化等，耐热复合材料是
不可缺 少的关键材料，它也成为今后支撑地球环境问题及能量问题的解决、航空
宇宙领域的重要材料。

本研究采用冷压烧结的工艺制备了PTFEPI复合材料，测试分析了PTFEPI
复合材料的热性能及机械性能，为其在高性能先进复合材料领域中的应用提供理
论依据。

1 实验部分

1.1 主要原材料。聚四氟乙烯（PTFE）：平均粒径 ≤5μ m，表观密度约
0.56gm2，沈阳市天宇祥微粉厂；聚酰亚胺（PI）：粒径约75μm，表观密度 约
0.92m2，常州建邦塑料制品有限公司。

1.2 实验仪器及设备。

马弗炉：TM0610型，天津马福尔科技有限公司；平板硫化机：XLB
400 ×400×2E型，青岛亚华机械有限公司；差动热分析仪：CDR-34P型，上海万
衡精密仪器有限 公司；维卡软化点温度测定仪：GBT1634型，北京冠测精电仪
器设备有限公司；热重分析仪：TG A2000型，上海精密科学仪器有限公司；塑
料洛氏硬度计：XHR-150型，上海万衡精密仪器有 限公司；悬臂梁冲击实验机：
XJU-22型，承德试验机有限公司；微机万能控制电子实验机：RG2 000-1型，上
海研润光机科技有限公司。

1.3复合材料的制备。将原料烘干，按不同配比称量（其中含100 phr PTFE）
后 ，放入高速万能粉碎机中，经高速搅拌均匀后放入自制模具中，采用平板硫化
机冷压成型，加压至10M Pa，保压时间为2min，再脱模得到预成型样品；将预
成型样品放入马弗炉中，在380士5℃下烧 结3h后，随炉冷却，经磨饰加工，
制得PTFEPI复合材料试样。