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随着高分子材料科学的不断发展,高分子材料的种类和品级日趋增多,而且通过共混共聚、填充、增强、复合等手段,获得具有各种特殊功能的新型工程塑料、复合材料等。特别是高分子材料本身的许多特有的优点,如材质轻、容易成型和制成复合材料等,使之在各行各业中的应用日趋增多。
由于聚合物及其复合材料具有良好的抗咬合性、低摩擦因数、耐磨性,以及其密度小、比强度高、对异物的包容性好、自润滑、消声吸震等独特的优越性,已被广泛应用于各种承受摩擦的重要零部件。但是聚合物作为摩擦材料一般要添加一定的填充物,以期进一步改善其摩擦性能。
如今,广泛采用经过粉碎、分级、表面改性等加工后的无机非金属矿物填料来改善聚合物基复合材料的强度,并用来提高或赋予聚合物基复合材料其他特殊的性能。
当无机非金属矿物填料添加到聚合物体系中后,由于填料的取向和堆砌效应,从而起到增强作用。当两种或两种以上无机非金属填料经研磨复合和表面改性后,其改善聚合物基复合材料力学性能的主要原理却是复合活化增强和颗粒粒度、形状配合增强,即两种不同无机非金属填料混合后化学组成的复杂化、研磨复合后的粒度减小和表面机械激活、改性后的表面活化和与高聚物基料的相容化等效应,这些效应促使增强作用得到进一步提高。
影响填充改性塑料性能的因素很多,就其填料本身来说,主要的是其化学组成、矿物组成、粒径及分布、晶形或颗粒的几何形状、颗粒表面性质如表面积、吸油值等以及白度、硬度、密度等。
但在填充塑料中,填料在聚合物基体中的分散情况和填料与聚合物基体界面的粘附状况将直接影响复合材料的性能。这是由于填充塑料中界面区的存在导致复合材料具有特殊复合效应,通过界面区使填料与树脂结合成一个整体,并通过它传递应力。界面的存在有阻止裂纹扩展和减缓应力集中的作用,即起到松弛作用。因此,优良的处理条件会促使填料在基体中的分散,使两者有较强的界面分散作用,如果填料表面清晰,树脂附着少,则界面结合不良,从而影响到复合材料的性能。
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