纤维改性聚四氟乙烯密封材料的试验研究(4)

2014-04-07 李艳 中国氟塑料网
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  采用同样的工艺制备偶联剂表面处理后短玻纤增强PTFE密封材料 ,并测试其抗拉强度,结果表明,KH550偶联剂处理后的玻纤增强 PTFE 材料的抗拉强度是13.15MPa,明显高于采用KH560偶联剂处理后的抗拉强度13.08MPa,KH550偶联剂的处理效果优于KH560。
  (二)增强纤维含量对材料密封性能的影响
  在上述研究的基础上,对碳纤粉采用表3所示第一种组合工艺进行表面处理,对短玻纤采用KH550进行表面偶联剂处理,制备不同增强纤维含量的 PTFE 密封复合材料,并以其在高温下的应力松弛率为主要指标 ,分析纤维含量对材料性能的影响。在 PTFE 机体中填充耐热性、尺寸稳定性较好的碳纤粉、短玻纤可促进其 内部纤维状网格结构的形成,减少载荷作用下晶格的滑移 ,降低材料的蠕变松弛率,提高材料的长期工作温度和工作载荷。图2 ,3为初载荷40Mpa,200℃试验温度下,不同纤维填充量改性 PTFE 密封材料的应力松弛曲线。可见两种纤维填充PTFE材料的蠕变松弛主要发生在前200min内,而在1000min后变化缓慢 ,基本趋于稳定。2种纤维填充PTFE材料的应力松弛率随纤维填充量的增加均呈明显 的递减趋势,当碳纤粉(CF)质量分数为 25%、30%和短玻纤( GF)质量分数为3 0 %时,材料的应力松弛率小于35%,与纯PTFE材料69.7%的应力松弛率相比,其抗蠕变松弛性能得到较大改善 ,能够满足密封材料的应力松弛率指标要求。
        
  当然,增强纤维对 PTFE 材料蠕变性能的改善作还能够通过材料压缩回弹性能试验过程中所测得的冷流率得到体现。如图4所示为碳纤粉质量分数为20%的PTFE材料常温下的压缩回弹曲线,图中加入了纯 PTFE 的压缩回弹曲线进行比较。其中,AB段为压缩阶段; B C段为60S 保压阶段,该阶段内材料在恒定载荷下产生一定的蠕变量 ( 冷流量),C D段为回弹阶段。