张冬娜,寇开昌,高 攀,王志超,晁 敏

(西北工业大学理学院,陕西西安710129)

溶胶-凝胶法制备PTFE/SiO2杂化材料的工艺研究

张冬娜,寇开昌,高 攀,王志超,晁 敏

(西北工业大学理学院,陕西西安710129)

研究了溶胶-凝胶法制备聚四氟乙烯/二氧化硅(PTFE/SiO2)杂化材料的工艺条件,讨论了乙醇对杂化材料中PTFE与SiO2分散性的影响。按照SiO2在杂化材料粉体中理论含量为50%的配方来制备PTFE/SiO2杂化材料,分别研究了陈化时间和陈化温度对SiO2实际含量的影响。结果表明,SiO2的含量随陈化时间的延长而增加,在最初的5 h内增长很快,当陈化时间达到48 h后,SiO2含量达到38.9%。在不同温度下将PTFE/SiO2凝胶陈化1 h,随着陈化温度的升高,SiO2含量出现先增大后减小的趋势,在40℃时含量达到最大为19.8%。

聚四氟乙烯;二氧化硅;杂化材料;溶胶-凝胶法;陈化;乙醇

Abstract:The sol-gel preparation of polytetrafluoroethylene/silicon dioxide(PTFE/SiO2)hydrid materials was investigated.The effect of ethanol on the dispersion of PTFE and SiO2was also discussed.The formula was designed for a 50 %theoretical SiO2content in PTFE/SiO2hybrid materials.The impacts of aging time and aging temperature on the actual content of SiO2were studied.The results showed that with the elongation of aging time,the content of SiO2increased.In the first 5 h,the increase was very fast and reached 38.9 %by 48 h.The effect of aging temperature was studied at aging time of 1 h.It showed that with the increasing temperature,the content of SiO2increased at first and then decreased.The content of SiO2was 19.8%when aging temperature was 40℃.

Key words:polytetrafluoroethylene;silicon dioxide;hybrid material;sol-gel method;aging;ethanol

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PTFE具有极好的耐高低温性能和耐化学腐蚀性,介电性能优良,摩擦因数极小。但 PTFE自身也存在一些的缺陷,如耐蠕变性能差、回弹性差、易磨损等。因此,国内外研究人员投入大量精力开展 PTFE性能的改进工作,不断研究PTFE改性技术,开发研制新型PTFE材料。目前,PTFE的改性技术主要有填充改性、共混改性和化学改性,其中填充改性是最简单有效的方法,如通过填充纤维或者无机填料来提高 PTFE的强度和耐磨性等[1]。

无机填料纳米SiO2因其黏合力强、比表面积大、光学性能和力学性能优良而广泛应用于催化剂载体、高分子复合材料、电子封装材料、光导纤维、喷墨打印纸等领域。但是由于纳米粒子极大的比表面积使其很容易团聚,在聚合物中很难分散均匀。……