改性碳纤维的制备及其增强PTFE复合涂层摩擦学性能

摘要

以磷酸二氢铝(AP)为粘结剂,采用喷涂-热固法制备的聚四氟乙烯(PTFE)复合涂层硬度不高,抗磨性能差,填充碳纤维(CF)能显著改善涂层的综合性能.为提高CF与涂层界面强度,通过双-[γ-(三乙氧基硅基)丙基]四硫化物(Si69)偶联剂对CF表面进行改性处理,制得改性碳纤维(MCF).利用FTIR、EDS和SEM对改性前后CF的组成、元素及形貌进行表征.利用摩擦磨损试验机和扫描电子显微镜对填充不同MCF含量的PTFE复合涂层的摩擦学性能进行研究.结果表明:Si69偶联剂成功接枝到CF表面,使得CF表面粗糙化,增强了碳纤维与复合涂层界面结合强度;MCF能显著改善涂层摩擦学性能,且随着MCF的含量增加,涂层的硬度和耐磨性能明显提高;涂层的摩擦因数随着MCF含量的增加有所增大,在涂层中填充质量分数为4％的MCF时,涂层综合摩擦学性能最好,其硬度达到12.5 HV,摩擦因数为0.091,磨损率仅为2.24×10-4 mm3/(N·m),且涂层表面均匀致密.