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采用聚四氟乙烯(PTFE)与POM共混可以大大提高POM的耐磨性,并可制备自润滑材料。PTFE表面自由能非常低,很难和POM相容,这将导致POM/PTFE共混物的界面结合力差,易发生宏观相分离,直接影响聚合物性能,而且PTFE粒子很容易团聚,在高黏度的POM熔体中单靠螺杆挤出机共混很难分散均匀。因此,必须对PTFE进行特殊的表面处理,改善其与POM的相容性。处理的方法有化学处理和物理处理两种。采用四氢呋喃(THF)萘钠溶液对PTFE进行化学处理是较好的方法。
经处理的PTFE改变了PTFE的表面特征,溶解度参数和POM接近,与POM共混时表现出良好的相容性。然而由于处理PTFE和POM的熔融温度相差很大,两者的熔融共混实质上是处理PTFE的固体颗粒在POM中分散的过程。所以加入处理PTFE的POM共混合金的力学性能有较大幅度的下降。
当处理PTFE的含量为10%时,合金的力学性能最好。这是因为此时吸附在处理PT-FE表面的NaF在POM与处理PTFE的链段间起了偶联剂的作用,提高了两相结合力。若处理PTFE的加人量太少,NaF的偶联作用太弱;若处理PTFE的加入量太多,则由于处理PTFE对力学性能的不良影响,使合金的力学性能随其用量的增加而下降。
将POM/处理PTFE共混合金的摩擦因数及磨耗量与POM、POM/PTFE的摩擦因数和磨耗量进行比较可知,POM中加入处理PTFE后,其摩擦因数和磨耗量都下降,这是因为共混合金在摩擦过程中形成了PTFE转移膜,从而有效地降低了合金的摩擦因数和磨耗量。POM/处理PTFE合金的摩擦因数要比POM/PTFE的小,这是因为处理PTFE在POM中分散效果好,在摩擦过程中更容易形成转移膜。POM/处理PTFE合金的耐磨损性明显优于POM/PTFE合金,这是由于POM和PTFE两相的结合力很弱,所形成的PTFE膜很容易脱落。而处理PTFE与POM的亲和性较好,两相的结合力较强。