黑颜色石墨聚四氟乙烯垫片，蓝颜色改性四氟垫，聚四氟乙烯垫圈

ptfe的改性主要采用复合的原则，使其与其它材料相结合，以弥补它自身的缺陷。改性的方法主要有:表面改性、填充改性、共混改性等。

1.表面改性

ptfe具有化学惰性和低表面能，难以和其他材料粘接，因此必须对ptfe材料进行一定的表面改性，以提高其表面活性。ptfe常用的表面改性技术有:

(1)钠一萘溶液置换法

钠一萘溶液置换法是已知中效果较好的一种改性方法。原理是:na将外层电子转移到萘的空轨道上，形成阴离子自由基;再与na形成离子对，释放出大量的共振能，生成了深绿色金属有机化合物的混合溶液。这些化合物混合溶液活性很高，与ptfe发生化学反应，破坏c-f键，扯掉表面上的部分氟原子，在表面留下了碳化层和引入某些如一co、c=c、-ch、一cooh等极性基团。这些极性基团使得聚合物表面能增大、接触角变小、浸润性提高，从而由难粘变为可粘。此法也存在一些明显缺点。比如:被粘物表面变暗或变黑、在高温环境下表面电阻降低、长期暴露在光照下胶接性能将大大下降等。

(2) 等离子处理技术

等离子处理技术是将试样置于特定的离子处理装置里面，通过离子轰击或注入聚合物的表面，使其发生碳一氟键和碳一碳键的断裂，生成大量自由基，同时也可引入活性基团，增加ptfe的表面自由能，改善其润湿性和粘接性的一种改性方法。已报道的等离子气体有:cf4、c2h6、cf3h、cf3cl、cf3br，nh3、n2、no、o2、h2o、co2、so2、h2/n2、cf4/o2、o2/he、空气、he、ar、kr、ne等。

目前，国外利用新等离子装置plasmodul和planartron进行ptfe的表面处理，已取得了卓越成效。然而，等离子处理的聚合物表面耐久性不稳定。因此，等离子体处理后的表面应用，如涂敷和粘接等，应尽快进行。此外，也由于表面结构的重组，不可能长时间地保持处理后表面的亲水性能不下降。

(3) 准分子激光处理

准分子激光处理相对于钠一萘金属溶液和射频等离子体处理具有较好的选择性和耐久性。因此,近几年来成为众多学者研究的热点。准分子激光处理又有以下三种方法一种是采用arf、krf或xecl等激光器对处于某气态物质氛围中的ptfe进行照射，气态物质(n2h4)发生光分解，产生的活性原子或基团(h,nh2,n2h3和nh)攻击ptfe的表面而使其发生脱氟反应，从而使ptfe表面的氟原子含量降低，表面能和亲水性增加。另一种是arf激光器引发ptfe及放置在ptfe表面的液体试剂发生光反应，引入活性官能团而达到ptfe表面化学改性的目的。第三种方法是在激元灯的直接照射下进行，不需任何介质，且反应器不用抽真空。

(4) 力化学粘接法

力化学粘接，即对涂有胶粘剂的聚合物表面进行摩擦，通过力化学作用，使聚合物表面产生力降解而形成大分子游离基，再与胶粘剂分子形成一定数量的共价键，产生牢固的结合界面，从而大大提高了接头的粘接强度。力化学处理设备采用普通的固体表面机械加工设备即可，如抛光机、刷子、磁性研磨机等。因此力化学粘接法具有成本低、简便易行、胶粘强度高和耐久性好等特点。但也必须指出的是，力化学处理的工艺参数(压力、转速和时间等)对于不同的胶粘剂一粘物体系是不尽相同的，需要一一通过实验来优化确定。一般研磨处理压力为0.2~0.3mpa，转速为0.6~1.0m/s，时间为10~30s。

(5)激光辐射法

将ptfe置于一些可聚合的单体如苯乙烯、反丁烯二酸、甲基丙烯酸酯等中，用co-60辐射，使单体在ptfe的表面发生化学接枝聚合，在表面形成一层易于粘接的接枝聚合物，且接枝后表面变粗糙，粘接表面积增大，粘接强度提高。这种方法的优点是操作简单、处理时间短、速度快，但改性后的表面耐久性差，且辐射源对人体伤害较大。

(6)高温熔融法

此法的基本原理是:在高温下，使ptfe表面的结晶形态发生变化，嵌入一些表面能高、易粘合的物质如sio2、al粉等;这样冷却后就会在ptfe表面形成一层嵌有可粘物质的改性层。由于易粘物质的分子已进入ptfe表层分子中，破坏它相当于分子间破坏，所以，粘接强度很高。此法的优点是耐候性、耐湿热性比其它方法显著，适于长期户外使用;不足之处在于高温烧结时ptfe会放出一种有毒物质，且ptfe膜形状不易保持。

2.ptfe填充改性

填充改性是在ptfe中加入填充剂，从而改善和克服纯ptfe的缺陷，在保持其原有优点基础上，利用复合效应，改善其综合性能。填充ptfe的性能与填充剂的性能、含量及工艺有密切关系，一般选择填充剂的基本原则为:(1)能经受ptfe的烧结温度;(2)能改善ptfe的耐磨性、机械强度或提高导热性、降低线膨胀系数等;(3)在使用时不会与ptfe或其它接触的金属或流体发生作用;(4)填料粒度小于150微米;(5)填料不会吸潮;(6)在烧结条件下，填料自身不会簇集。目前常用的填充剂可分为3大类:金属及金属氧化物填充材料、无机材料和有机材料。

a.金属及金属氧化物填充材料

金属具有力学强度高、线膨胀系数小及导热性能好等优点，能改善ptfe的机械性能和摩擦、磨损性能，提高抗蠕变性、抗压强度、硬度和尺寸稳定性。其主要填充剂有:青铜粉、锑粉、铅粉钼粉、镍粉、锡粉和铁粉等。

b. 无机填充剂材料

无机材料作为ptfe填料的研究也较活跃。常用的无机填充剂主要有二硫化钼、石墨、碳纤维、玻璃纤维、陶瓷颗粒等。

ptfe中添加mos2能明显改善摩擦磨损性能及尺寸稳定性，增加其表面硬度。ptfe中填充30%(体积分数)的cus和pbs均可将ptfe的磨损量降低2个数量级，但对摩擦系数的影响较大，其增幅在50%以上。

c. 有机填充材料

有机材料的填人可使ptfe的耐热性、抗蠕变性、抗压能力、压缩、弯曲和耐磨性得到改善。ptfe与填充剂的混合有干法、湿法和乳液凝聚法三种。用于填充ptfe的有机材料主要有聚苯酯、液晶聚合物、聚酰亚胺等。

3.ptfe共混改性

ptfe的共混改性与填充改性基本原理相同，主要采用相似相容原理、溶解度参数相近原理、表面张力相近的原则与其它有机聚合物共混，以提高其加工性能和使用性能。在共混改性中，通常ptfe仅作为填加剂使用，共混材料的加工通常采用主体材料的加工方法加工。与ptfe共混改性的塑料主要有聚甲醛、聚醚醚酮、聚间苯二甲酰间苯二胺、聚苯硫醚等。聚甲醛(rom)是高结晶性线形热塑性聚合物，具有优异的耐油性、耐化学药品性、抗蠕变性及良好的热、电性能，吸水率低，能在较宽的温度范围内保持其所具有的力学、化学性能和电性能，是一种具有优良综合性能的工程塑料。聚醚醚酮(peek)具有优良的综合性能，耐热性好，长期使用温度可达240℃，纤维增强级高达300℃具有高强度、高刚性、耐蠕变和很好的抗疲劳性，以及自阻燃、耐油、耐有机溶剂等特性。聚间苯二甲酰间苯二胺(pmia)是一种力学性能、耐高温性能远高于其他脂肪族的聚酰胺，是理想的自润滑材料基体树脂。聚苯硫醚(pps)具有优良的耐热、耐腐蚀、耐辐射、阻燃自熄性能。具有极好的粘合性能，吸湿性小，在高温高湿条件仍保持优良的电绝缘性。但耐冲击性能较差，而且成型加工困难。