Page 15 - 《摩擦学学报》2021年第4期

458 摩 擦 学 学 报 第 41 卷

108 (c)可知，纯树脂涂层L0表面相对平整，加入PTFE的涂
104 层L5表面相对较粗糙，由于PTFE具有较低的表面能，
其与金属基底的界面张力相差较大，因此，涂料固化
100
Contact angle/(°) 96 成膜后PTFE大部分富集在涂层的表面，而PAI富集在
涂层底部，进而使得涂层表面粗糙度增加，同时这有
92
利于提高涂层的疏水性能. 另外，从元素的EDS分布
88
可知，其中N元素代表PAI树脂相，F元素代表PTFE相，
84
它们均匀分散在涂层中，这归因于PAI和PTFE良好的
80
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 分散性，有利于充分发挥PTFE与树脂的协同增强作
Mass ratio of PTFE to PAI
用，进而有利于提高涂层的综合性能. 从图3(b)、(d)涂

Fig. 2 Water contact angle of composite coatings
图 2 复合涂层的水接触角 层的断面形貌中可以看到，PAI涂层内部较疏松，局部
还有少量直通的微孔，这归因于PAI涂层在固化过程
面 的 平 均 水 接 触 角 为 82 °， 表 现 出 亲 水 性 . 随 着 中由于溶剂的挥发会产生大量微孔，而加入PTFE的
PTFE含量的增加，复合涂层的水接触角不断增大. 当 涂层内部致密性较好，涂层中的微孔明显减少. 此外，
PTFE与PAI的固体质量比为0.4时，涂层已表现出疏水 涂层的厚度约为22 μm，涂层与基底结合相对紧密.

特性，随着PTFE含量的继续增加，涂层的水接触角仍 2.4 涂层摩擦学性能
以较快的速度增加，当PTFE与PAI的固体质量比大于 图4(a)和(b)分别为复合涂层的摩擦系数和磨损
0.8后涂层水接触角增加趋势减缓. 说明适量PTFE的 率. 从图4(a)中可知，L0涂层表现出最大的摩擦系数，
加入，降低了涂层的表面能，使涂层水接触角增大. 为0.19，PTFE的加入使得涂层摩擦系数大幅度降低.

2.3 涂层表面和断面形貌 当PTFE与PAI的固体质量比高于0.4后，随着PTFE含
图3为涂层L0和L5的表面及断面形貌，由图3(a)、 量的增加，复合涂层摩擦系数的变化趋势减缓，摩擦

(a) N (b)

Epoxy resin
coating
substrate

50 μm 100 μm

(c) F (d)

Epoxy resin
coating
substrate

50 μm 100 μm

Fig. 3 (a) Surface morphology and N element mapping of coating L0，(b) Cross section morphology of coating L0，(c) Surface
morphology and F element mapping of coating L5，(d) Cross section morphology of coating L5
图 3 (a)涂层L0的表面形貌和N元素面分布图；(b)涂层L0的断面形貌；(c)涂层L5的表面形貌和F元素面分布图；
(d)涂层L5的断面形貌