文 献 综 述

1 课题背景

聚四氟乙烯(PTFE)具有耐高温、耐低温、耐腐蚀、高润滑等优点，被广泛应用在国防军工、原子能、石油、无线电、电力机械、化学工业等重要部门[1,2]。用作自润滑材料时，PTFE及其复合材料极低的摩擦系数使其产生很少的摩擦热，但是当速度和载荷提高时，材料不易形成有效的润滑转移膜，很容易被对偶面剪切，从而产生高的摩擦系数，并且由于摩擦热的作用，使得材料软化，更容易被磨损[3]。甘油作为一种绿色溶剂，其具有优秀的润滑作用，有望作为PTFE基复合材料的润滑剂来使用，可以拓宽其在高速、高压下的使用[4]。本课题拟以甘油为PTFE基复合材料的润滑剂，研究不同载荷及转速下对PTFE基复合材料的润滑作用。

2 PTFE基复合材料

PTFE为四氯乙烯单体的高结晶聚合物，是一种白色有蜡状感的热塑性塑料。PTFE分子式为C2F2，是完全对称、无支链的线型高分子，氟原子取代了聚乙烯中的氢原子，由于氟原子的半径（0.064nm）明显大于氢原子的半径（0.028nm），使得碳碳链由聚乙烯的平面的、充分伸展的曲折构象渐渐扭转到PTFE的螺旋构象。该螺旋构象正好包围在PTFE易受化学侵袭的碳链骨架外，形成了一个紧密的完全”氟代”的保护层，使PTFE主链不受外界任何试剂的侵袭，使PTFE具有其它材料无法比拟的耐溶剂性、化学稳定性以及低的内聚能密度；同时，碳氟键键能460.2kJ/mol，远比碳氢键410kJ/mol和碳碳键372kJ/mol高，这使得PTFE具有较好的热稳定性和化学惰性。另外由于氟原子的电负性极大，加上四氟乙烯单体具有完美的对称性，从而导致PTFE分子键引力和表面能较低，从而使PTFE具有优异的摩擦学性能和低温时较好的延展性；但是，这也导致了PTFE的耐蠕变能力较差，容易出现冷流现象，并且耐磨性能极差 [5]。
PTFE的组成和结构决定了它具有以下特性[6]：

（1）极低的摩擦系数；（2）高度的化学稳定性；（3）广泛的使用温度范围；（4）突出的不粘性；（5）优异的电绝缘性能；（6）优异的耐老化性能；（7）极佳的热稳定性；（8）极低的吸水率等等。
因此，聚四氟乙烯被广泛应用在国防军工、原子能、石油、无线电、电力机械、化学工业等重要部门。

3 填料填充改性PTFE

填充改性PTFE是在PTFE中加入填料以改善其性能，通过添加填料来改性PTFE是一种简单有效的方法，在PTFE中加入不同的填料，可使其力学性能和摩擦学性能得到明显改善[7]。

3.1 无机非金属填料

常用的无机非金属填料主要有石墨、金属氧化物及硫化物、纤维和纳米材料等。