兰州化物所研发改善纤维织物复合材料摩擦性能的新方法

　　聚四氟乙烯/芳纶纤维（PTFE/Nomex）混纺织物具有自润滑性、高强度，且应用范围广等特点。然而，芳纶纤维和聚四氟乙烯纤维的表面惰性及较小的粗糙度阻碍了织物和粘结树脂之间的有效粘结，从而影响了聚四氟乙烯/芳纶纤维混纺织物-聚合物基复合材料的抗磨损性能。填充剂填充和织物表面改性是改进织物复合材料摩擦性能的常用方法。但是，将润滑剂加入聚合物基体，在减少聚合物摩擦磨损的同时也降低了聚合物基体与织物间的粘结强度。通过对织物表面进行等离子体刻蚀可使纤维表面具有较大的粗糙度、较高的活性，从而增强织物和聚合物基体的粘结强度。

　　中国科学院兰州化学物理研究所先进润滑与防护材料研究发展中心复合润滑材料组将空气等离子体处理与润滑剂填充结合，用于改善PTFE/Nomex混纺织物-酚醛树脂复合材料的摩擦学性能。首先，通过空气等离子体处理改善织物和聚合物基体的粘结强度以及摩擦学性能。随后，将聚四氟蜡作为润滑填充剂用于改善经空气等离子体处理的复合材料的抗磨损性能。

　　摩擦试验结果显示，与未经处理和只经空气等离子体处理复合材料相比，经2种技术处理的复合材料承载能力最强、抗磨损性能最好，表现为磨损率低、磨损表面光滑和摩擦副表面形成有效的转移膜。3种材料的摩擦学性能和承载能力从高到低依次为经2种技术处理复合材料、空气等离子体处理复合材料、未经任何处理织物复合材料。通过考察等离子体处理功率和聚四氟蜡含量对织物复合材料摩擦性能影响发现：当空气等离子体处理功率为100W、聚四氟蜡含量为2 wt%时，复合材料的抗磨损性能和承载能力最好。

　　该研究有望扩展织物复合材料的应用。工作得到了国家自然科学基金的支持，成果发表在Composites Science and Technology (100 (2014) 204–211) 上。