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一般很少单独作为塑料使用,多以无机填料和增强纤维的混配物为主,以注射成型作为主要加工手段。的填充改性主要集中于提高其经济性、改善其强度、摩擦性能、改善电性能以及采用功能性填料和纳米粒子填充制备具有特殊性能的复合材料。
常用于改性摩擦性能的填充剂主要为以下几种
1 石墨填充
石墨是低磨损的、耐高温的固体润滑剂,以其价格低廉的优势在通用摩擦件中广泛使用。石墨具有六方晶格的层状结构,在其晶体中,碳原子以杂化轨道和相邻的三个碳原子成键,构成平面六角网状结构,由网状结构连成层状结构。层与层之间以弱的二电子键结合,很容易产生剪切滑动,使石墨具有良好的润滑性能。但是石墨的润滑性能对环境中的气体有很强的依赖性,必须吸附气体后才能起到润滑作用。这是因为石墨能与环境中的气体如水蒸汽形成化学键,气体分子被吸附于石墨的结晶层间,减小了层间的结合力,使之易于剪切,有利于在对摩面上形成转移膜。
当只有纯树脂和石墨两种组分时,由于石墨的表面能很低,它与基体树脂的粘结强度将小于的内聚强度,因而石墨的加入会起到分割树脂或类似于在基体中引入裂纹或孔隙的作用。所以材料中石墨含量越高,材料强度越低。
石墨含量对摩擦因数的影响是双向的,在恒定转速、不同载荷条件下,石墨复合材料的摩擦因数随着石墨含量的增加先减小,当石墨含量大于时,对应的摩擦因数则开始升高。
有研究表明,在滑移过程中,用石墨和填充的混合物形成的转移膜较薄而坚韧,特别是石墨份共混物的转移膜更光滑一些。因为薄而坚韧的转移膜的形成有助于减少高聚物混合物受到粗糙硬质表面的磨损,所以石墨邝共混物的磨损率很低。
2 陶瓷颗粒填充
由于对陶瓷粉末有很好润湿性及粘接性,与其它耐磨塑料相比,颗粒增强型复合材料的相界面结构发生了很大的变化,填料与基体的结合强度较高,不易从磨损面上脱落,耐磨性得到很大的提高。与玻纤增强的耐磨材料相比,不需加入其它固体润滑剂,摩擦系数也会有不同程度的降低。因此,耐磨材料多数是颗粒增强型。常用的颗粒有金属的氧化物、碳化物及氟化物等。
在无机粒子填料增强的体系中加入可使的摩擦系数由下降到,且的填充量越多,效果越好。但是,添加了会增大磨损速率,由于在摩擦过程中,不像其它填料可与对摩面上的发生化学反应,故反而增大了材料的磨损。
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