Page 67 - 《摩擦学学报》2021年第4期
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510                                     摩   擦   学   学   报                                 第 41 卷

            变化趋势. 根据PTFE结晶结构理论，PTFE为带状多晶                           b. 辐照使得PTFE、PTFE/POB的拉伸强度均明显
            聚集体，主要由结晶薄片与无序非晶区相间组成的带                            下降. 由于POB的加入提高了PTFE材料的抗辐照能
            状结晶，其分子链方向平行于晶片平面. 聚合物材料                           力，PTFE的分子量并未随着辐照剂量的增大发生明
            的摩擦系数主要取决于摩擦界面层剪切力，与分子链                            显的降低，因而随着辐照剂量的增大，PTFE/POB的拉
            间相互作用力密切相关. 辐照作用下PTFE分子链被剪                         伸强度降低趋势并不显著，而逐渐趋于稳定. 辐照对
            断，分子链间缠绕程度降低，有效减弱了分子链间的                            于PTFE、PTFE/POB材料的断裂伸长率的影响较为复
            相互作用，同时结晶度的增大使得结晶区PTFE分子                           杂. 纯PTFE材料的断裂伸长率随着辐照剂量的增大呈
            链在剪切作用下更易发生取向，因而辐照之后的材料                            现先升高后降低的趋势，而PTFE/POB材料的断裂伸
            摩擦系数明显降低；然而，随着辐照剂量的持续增加，                           长率随着剂量的增大逐渐降低.
            PTFE分子链长越来越短，甚至发生分子链间交联，无                              c. 相比辐照前，辐照后材料的摩擦系数均有不同
            论是新形成结晶区还是原本存在的结晶区，PTFE带                           程度的降低，但随着辐照剂量的增大，PTFE/POB材料
            状结晶尺寸在辐照作用下变得越来越小，晶界或缺陷                            的摩擦系数呈现先增大后减小的变化趋势. 这主要因
            明显增多，抗剪切强度逐渐增大，从而导致摩擦系数                            为随着辐照剂量的持续增加，PTFE分子链长越来越

            轻微增大.                                              短，且PTFE带状结晶尺寸在辐照作用下变得越来越
                图6(b)为不同剂量辐照之后的PTFE/POB材料磨                     小，晶界或缺陷明显增多，抗剪切强度逐渐增大，从而
            痕宽度. 可以看出，辐照前后PTFE/POB材料的磨痕宽                       导致摩擦系数有轻微增大. 此外，辐照对PTFE/POB材
            度并没有发生明显变化，表明辐照对PTFE/POB材料                         料的耐磨性能影响并不显著.
            的耐磨性能影响并不显著. 图7为不同剂量辐照后                            参 考 文 献
            PTFE/POB材料的磨损表面形貌. 可以看出，辐照前后
                                                               [  1  ]  Yassien  K  M,  EI-Zahhar  A  A.  Investigation  on  the  properties  of
            PTFE/POB材料磨损表面并没有明显区别，均由“犁
                                                                   gamma  irradiated  of  polytetrafluoroethylene  fibers[J].  Microscopy
            沟”和塑性变形区域组成，说明主要磨损机理为磨粒
                                                                   Research & Technique, 2019, 82: 2054–2060.
            磨损和黏着磨损. 此外，随着辐照剂量的增大，材料磨                          [  2  ]  Fayolle B, Audouin L, Verdu J. Radiation induced embrittlement of
            损表面的塑性变形区域面积呈现减小的趋势(图7中黑                               PTFE[J].  Polymer,  2003,  44:  2773–2780.  doi:  10.1016/S0032-
            色部分区域)，而且表现得极不连续. 这主要是由于γ射                             3861(03)00116-2.
            线辐照后，PTFE/POB材料的结晶度提高，无定型区域                        [  3  ]  Oshima A, Tabata, Y, Ikeda S, Otsuhata K, Kudoh H, Seguchi T.
                                                                   Radiation  induced  crosslinking  of  polytetrafluoroethylene[J].
            面积减小. 因此，摩擦界面因摩擦热产生的塑性变形
                                                                   Radiation  Physics  and  Chemistry,  1995,  45:  269–273.  doi:
            难度增大，降低了界面塑性变形的连续性.
                                                                   10.1016/0969-806X(94)E0009-8.
                综上所述，PTFE/POB材料的摩擦学性能虽受到                       [  4  ]  Oshima  A,  Ikeda  S,  Katoh  E,  Tabata  Y.  Chemical  structure  and
            辐照作用下PTFE分子量降低、结晶度增大的影响，但                              physical   properties   of   radiation-induced   crosslinking   of
            其耐磨性仍主要取决于POB填料，由于POB自身的抗                              polytetrafluoroethylene[J]. Radiation Physics and Chemistry, 2001,
            辐照能力，γ射线辐照剂量下POB分子结构和性能并                               62: 39–45. doi: 10.1016/S0969-806X(01)00420-0.
            没有发生明显变化，能够提高PTFE材料的承载力和                           [  5  ]  Mohammadian-Kohol  M,  Asgari  M,  Shakur  H.  Effect  of  gamma
                                                                   irradiation  on  the  structural,  mechanical  and  optical  properties  of
            耐磨性，从而使得PTFE/POB复合材料仍具备辐照前
                                                                   polytetrafluoroethylene  sheet[J].  Radiation  Physics  and  Chemistry,
            优异的耐磨损能力.

                                                                   2018, 145: 11–18. doi: 10.1016/j.radphyschem.2017.12.007.
            3    结论                                            [  6  ]  Briskman B, Tlebaev K. Radiation effects on thermal properties of
                                                                   polymers.  Ⅱ.  Polytetrafluoroethylene[J].  High  Performance
                a. 在1 000~3 000 Gy剂量辐照下，PTFE和POB/                  Polymers, 2008, 20: 86–114. doi: 10.1177/0954008307079540.
            PTFE 材料的化学组成和热稳定性能并未发生明显变                          [  7  ]  Singh S, Tyagi M, Seshadri G, et al. Effect of gamma radiation on
            化，但使得PTFE分子量急剧降低，形成的小分子链自                              graphite-PTFE  dry  lubrication  system[J].  Radiation  Physics  and
                                                                   Chemistry, 2017, 141: 213–219. doi: 10.1016/j.radphyschem.2017.07.
            发地形成结晶相，导致结晶度增大. 相比纯的PTFE材
                                                                   011.
            料，POB的加入一定程度上提高了PTFE的抗辐照能
                                                               [  8  ]  Tang Z, Wang M, Zhao Y, et al. Radiation resistance evaluation of
            力，延缓了射线辐照下PTFE分子量下降程度和再结                               cross-linked polytetrafluoroethylene by the investigation of friction
            晶化能力.                                                  and wear behavior[J]. Radiation Physics and Chemistry, 2011, 80:
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