聚苯硫醚耐磨改性研究
聚苯硫醚(PPS) 為特種工程塑料，具有優良的耐熱性能、耐化學腐蝕性能、電氣性能、阻燃性能和粘合性能等，廣泛應用于紡織、汽車、家用電器、電子電器、機械儀表、石油化工、國防**、航空航天等領域。
耐磨改性是日本油墨 DIC Z-200-E5 PPS 的重要改性方法，耐磨改性后的PPS 作為一種高效的耐磨材料，具有承載能力強，使用溫度高，對粉塵、腐蝕氣體及輻射等惡劣環境適應性強，耐磨壽命長等特點，可解決某些設備在極為惡劣的工況下運行時，由于材料摩擦磨損嚴重導致軸承等零件損壞，從而使設備停運的問題。碳纖維(CF) 增強PPS 具有優良的耐磨性能，但其高昂的成本和較高的導電性，限制了其使用范圍。玻璃纖維(GF) 增強日本油墨 DIC Z-200-E5 PPS雖然成本低，電絕緣性能好，但其耐磨性能較差。為了解決以上不足，在比較這兩種纖維增強PPS 不同摩擦載荷下摩擦磨損性能的基礎上，采用聚四氟乙烯(PTFE) 和納米二氧化硅(SiO2) 對GF 增強PPS 進行復合耐磨改性，以較低成本獲得了優于CF 改性PPS 的摩擦磨損性能，同時保持了PPS 優良的電絕緣性能，拓展了耐磨PPS的應用范圍。
不同摩擦載荷下GF 與CF 增強PPS 的摩擦磨損性能
CF 增強PPS 的摩擦系數和磨損率隨摩擦載荷的增加而略有增加，變化均不大；GF 增強日本油墨 DIC Z-200-E5 PPS的摩擦系數和磨損率較CF增強PPS 變化明顯，均隨摩擦載荷的增加而增大，其中磨損率增大趨勢更為明顯。另外，CF 增強PPS的摩擦系數和磨損率均較GF 增強PPS 的低，其耐磨性能明顯優于 GF 增強PPS。
由于其具有良好的導熱性，可以把摩擦過程產生的熱量迅速傳遞出去，從而減少摩擦熱對材料的破壞；且由于CF 的石墨微晶結構，日本油墨 DIC Z-200-E5 PPS 使其在材料摩擦過程中與對磨面接觸時可以潤滑對磨面；此外，相對于GF，CF 對PPS 模量和硬度的提高更為明顯。這些因素都對日本油墨 DIC Z-200-E5 PPS 材料摩擦磨損性能的提高具有積極的影響。
PTFE 對GF 增強PPS 摩擦磨損性能的影響
雖然CF 增強PPS 相對于GF 增強日本油墨 DIC Z-200-E5 PPS 具有良好的減摩耐磨性能，但存在成本高、電絕緣性能低等問題，影響其在某些領域的使用。因此可考慮在GF 增強PPS 中添加耐磨助劑來提高其耐磨性能。采用滑動磨損試驗，固定摩擦載荷2.0 MPa，滑動速度0.42 m／s，研究了PTFE 含量對質量分數為40%的GF 增強PPS 摩擦磨損性能的影響，如圖3 所示。從圖3 可以看出，隨著PTFE 含量的增加，GF 增強PPS 的摩擦系數和磨損率均呈現下降趨勢。這是因為PTFE 的加入在對磨面上形成一層穩定而連續的轉移膜，改變了磨損方式，減少了繼續惡性磨損的可能性
PTFE 和納米SiO2 復配對GF 增強PPS 摩擦磨損性能的影響
納米粒子由于具有一系列優良的性能，在耐磨改性方面也引起廣泛的關注。采用納米SiO2 與PTFE 復配的方法，固定兩者填充的總質量分數為20%，同時固定摩擦載荷2.0 MPa，滑動速度0.42 m／s，研究了不同納米SiO2 含量下質量分數為40%的GF 增強PPS 的摩擦磨損性能，結果如圖4 所示。從圖4 可以看出，在納米SiO2 含量較低時，PTFE與納米SiO2 對GF 增強PPS 的耐磨改性具有協同作用，隨著納米SiO2 含量的增加，材料的摩擦系數和磨損率逐漸降低。當納米SiO2 質量分數為10%(此時PTFE 質量分數也為10%) 時，GF 增強PPS 具有*低的摩擦磨損性能，其摩擦系數為0.16，磨損率為6.3×10–6 mm3／(N · m)，均低于于相同質量分數的CF 增強PPS 此時其摩擦系數為0.23，磨損率為6.5×10–6 mm3／(N · m)]。日本油墨 DIC Z-200-E5 PPS 隨著納米SiO2 含量的進一步增加，其在PPS 樹脂中很容易發生團聚，減摩耐磨改性效果反而降低。
在相同轉數下，PTFE與納米SiO2 復合耐磨改性GF 增強PPS 具有更低的磨損質量和磨損體積，且隨著轉數的增加，其耐磨損性能相對更加優良。磨損體積的大幅降低可以顯著提高GF增強PPS 作為結構耐磨件時的使用壽命，從而保證相關設備的長期穩定使用。
結論
(1) 質量分數為40% 的CF 增強PPS 的摩擦磨損性能優于相同質量分數的GF 增強PPS。
(2) PTFE 可以明顯降低GF 增強PPS 的摩擦系數和磨損率，通過與納米SiO2 復配，能夠進一步改善PPS 的摩擦磨損性能，當兩者的質量分數均為10%時，其改性的GF增強PPS 的摩擦系數、磨損率，以及滾動摩擦時的磨損質量和磨損體積低于CF 增強PPS。
(3) 利用PTFE 和納米SiO2 復合改性GF 增強PPS，能夠在改善耐磨性能的同時，保持PPS 優良的電絕緣性能。(4) 相對于CF 耐磨改性，采用PTFE 和納米SiO2 復合改性GF 增強PPS，能夠在降低成本的情況下達到減摩耐磨改性目標。