前言  

       聚四氟乙烯和碳纖維不是同一種材料，聚四氟乙烯是一種含氟的塑料，英文簡(jiǎn)寫(xiě)PTFE，也叫鐵氟龍、特氟龍等，由于它的各方面性能比較優(yōu)異，故也被稱為塑料王。聚四氟乙烯能耐腐蝕，耐高低溫，無(wú)毒，優(yōu)異的絕緣性，抗老化、高潤(rùn)滑等優(yōu)良的性能，但其本身也有許多性能需要改進(jìn)，如蠕變、不粘性、耐磨性、線彭脹抗壓、硬度等等。為了再進(jìn)一步提高聚四氟乙烯這些性能，可以按比例在聚四氟乙烯原料中添加相應(yīng)的其他物質(zhì)，比如二硫化鉬、玻纖、石墨、聚苯脂、玻纖、金屬粉料等。其中加入碳纖維是一種改性聚四氟乙烯產(chǎn)品的通常方法，碳纖維填充聚四氟乙烯的作用是增加聚四氟乙烯的抗蠕變性、耐載量、耐磨耗、尺寸穩(wěn)定性、抗拉強(qiáng)度等性能。

      碳纖維

       碳纖維（英文carbon fiber，簡(jiǎn)稱CF），是一種含碳量在95%以上的高強(qiáng)度、高模量的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機(jī)纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維“外柔內(nèi)剛”，質(zhì)量比金屬鋁輕，但強(qiáng)度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國(guó)防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，是新一代增強(qiáng)纖維。碳纖維具有許多優(yōu)良性能，碳纖維的軸向強(qiáng)度和模量高，無(wú)蠕變，耐疲勞性好，比熱及導(dǎo)電性介于非金屬和金屬之間，電磁屏蔽性好。熱膨脹系數(shù)小，耐腐蝕性好，纖維的密度低，X射線透過(guò)性好，質(zhì)量輕、非氧化環(huán)境下耐超高溫等。碳纖維與傳統(tǒng)的玻璃纖維相比， 楊氏模量是其3倍多；它與凱夫拉纖維相比，楊氏模量是其2倍左右，在有機(jī)溶劑、酸、堿中不溶不脹，耐蝕性突出。

      碳纖維改性聚四氟乙烯

       碳纖維的加入大大提高了復(fù)合材料的承載能力，聚四氟乙烯加填充材料碳纖時(shí)也同時(shí)添加少量的石墨，石墨的加入又減小了碳纖維表面與對(duì)偶的摩擦系數(shù)從而降低了碳纖維的脫落趨勢(shì)，提高了復(fù)合材料的耐磨性.

       碳纖維表面的凹凸及溝痕的增加一方面可以增大碳纖維的表面能，有利于四氟樹(shù)脂與碳纖維的浸潤(rùn)，同時(shí)也利于形成較強(qiáng)的機(jī)械嚙合作用，但另一方面又會(huì)增加表面微裂紋存在的幾率，使碳纖維的拉伸強(qiáng)度下降，所以表面處理通常是以強(qiáng)度下降為代價(jià)的。用碳纖維制成的復(fù)合材料具有極高的強(qiáng)度，且超輕、耐高溫高壓、耐腐蝕、熱膨脹系數(shù)小、高比模量等特性, 大大提高聚四氟乙烯復(fù)合材料的物理性能、力學(xué)性能、耐磨損性能。與純聚四氟乙烯產(chǎn)品相比,碳纖維填充聚四氟乙烯隨著碳纖維量的增加,其伸長(zhǎng)率和拉伸強(qiáng)度有所下降,但硬度會(huì)呈遞增趨勢(shì).并隨著碳纖維量的增加,摩擦系數(shù)減小，抗磨損性能會(huì)有顯著提高，值得注意的是加入少量石墨，更有利于改善填充PTFE的性能，推薦添加碳纖維為25%左右，而同時(shí)加石墨為3－5%的復(fù)合材料，適合往復(fù)或旋轉(zhuǎn)工況下使用，尤其是在水循環(huán)下工作的零件比其它填充料聚四氟乙烯，更有效果，耐磨損性能優(yōu)良和壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。碳纖維價(jià)格昂貴，受到一定的限制，在一些重要的零配件中推廣應(yīng)用。如用于液壓油缸、氣缸密封元件、液體傳動(dòng)機(jī)械、導(dǎo)向支撐環(huán)等產(chǎn)品。