左 程，肖 偉

（1. 江蘇揚(yáng)建集團(tuán)有限公司 揚(yáng)州華正建筑工程質(zhì)量檢測有限公司，江蘇 揚(yáng)州 202105；2. 上海工程技術(shù)大學(xué) 數(shù)理與統(tǒng)計學(xué)院，上海 201620）

隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，對高性能材料的需求日益增加，聚四氟乙烯（PTFE）作為一種性能優(yōu)良的工程塑料，在許多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用［1-2］。PTFE是由單體四氟乙烯聚合而成［3］，分子結(jié)構(gòu)為一種螺旋構(gòu)象，即C—C骨架全部被周圍的F原子包裹。同時由于C—F的鍵能很高不易斷裂，使PTFE可以抵抗強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、油脂、純氧化劑和有機(jī)溶劑等的腐蝕，但缺點(diǎn)是強(qiáng)度較低，不利于成型加工，機(jī)械磨損率高，特別是在受外力作用下會產(chǎn)生嚴(yán)重的蠕變現(xiàn)象，極大地限制了PTFE的應(yīng)用。因此對PTFE的改性顯得尤為重要［2］。目前，PTFE的改性方法主要有表面改性、填充改性和共混改性。本文詳細(xì)闡述了PTFE改性的幾種方法，并研究了改性方法對PTFE復(fù)合材料力學(xué)性能、摩擦性能和介電性能的影響。

1 PTFE的改性

1.1 表面改性

由于PTFE表面結(jié)合能較小，不易與其他化合物和小分子反應(yīng)，同時其他填料也很難附著在PTFE表面。采用物理化學(xué)法對PTFE表面進(jìn)行處理，可以在PTFE表面產(chǎn)生反應(yīng)位點(diǎn)同時提高表面的粗糙程度，改善PTFE表面的疏水性、親核性和防污性能。常見的處理方法主要有等離子體處理法、電子輻照處理法、偶聯(lián)劑處理法［4］。

1.1.1等離子體處理

等離子處理法是指利用放電、高頻電磁振蕩、沖擊波及高能輻射等方法使惰性氣體或含氧氣體產(chǎn)生等離子體對PTFE表面進(jìn)行處理，從而在PTFE表面產(chǎn)生新的化學(xué)基團(tuán)、大分子的分支與交聯(lián)，以及許多低相對分子質(zhì)量的氧化物，但是在PTFE表面產(chǎn)生新的化學(xué)基團(tuán)的速率取決于等離子體的反應(yīng)性、等離子體處理時間，也取決于所處的溫度和環(huán)境氣氛［5］。等離子體改性技術(shù)是PTFE表面改性中應(yīng)用廣泛的技術(shù)之一，它可以提供可控制的化學(xué)改性方式，而不會影響PTFE的整體性能。該技術(shù)簡單、易于實(shí)施、可靠、無污染且成本低，因而被廣泛應(yīng)用，但是等離子改性復(fù)合材料表面會產(chǎn)生輝光放電現(xiàn)象而發(fā)生很大變化。目前，消除等離子處理時間和表面依賴性的方法是通過預(yù)處理在PTFE表面接枝一層共聚物，再使用等離子體處理，但是接枝共聚可能會導(dǎo)致PTFE表面產(chǎn)生不可逆的改性。

目前，改性常用的環(huán)境氣氛是單組分氣體（如Ar，N2），而在多組分氣氛下，活化和接枝可能同時發(fā)生。Sarani等［6］使用大氣壓等離子體射流改性PTFE，使用兩種放電氣體：純Ar和Ar/CO2混合物。結(jié)果表明，改性PTFE復(fù)合材料表面的接觸角顯著降低。Kolská等［7］使用Ar等離子體放電技術(shù)處理PTFE的表面，并通過不同方法研究PTFE表面性能的變化。結(jié)果表明，改性PTFE的接觸角隨等離子處理時間的增加而減??；在等離子改性PTFE的老化過程中，接觸角會增加；等離子體處理后，觀察到PTFE表面形態(tài)和粗糙度發(fā)生了巨大變化。Liu Chaozong等［8］采用電介質(zhì)阻擋放電等離子體和射頻等離子體技術(shù)對PTFE表面進(jìn)行改性。結(jié)果表明，高真空等離子體中的高能物質(zhì)導(dǎo)致PTFE表面被嚴(yán)重腐蝕，并使PTFE最外層分解；相比之下，電介質(zhì)阻擋放電等離子體中，由于粒子能量較低，不足以使碳鏈斷裂，因此蝕刻作用較小。

等離子體表面處理可以使聚合物表面活化形成親水性表面［9-13］。Zhao Luxiang等［14］通過輝光放電處理對PTFE進(jìn)行改性，研究表明，使用O2輝光放電處理可以使表面粗糙程度達(dá)到最高，但PTFE的化學(xué)成分幾乎沒有變化，而PTFE的CF4基團(tuán)經(jīng)過輝光放電處理導(dǎo)致聚合物鏈斷裂，然后進(jìn)行氟原子封端，生成—CF3端基。

當(dāng)聚合物暴露于等離子體中時，在聚合物鏈中會產(chǎn)生自由基。當(dāng)與液相或氣相單體接觸時，這些自由基引發(fā)聚合［11］。在等離子體輔助的共聚中，首先將聚合物暴露于等離子體中以在表面產(chǎn)生自由基，等離子體中的電子與聚合物表面之間的非彈性碰撞會在聚合物鏈中產(chǎn)生自由基。然后，將聚合物暴露于單體的蒸汽、水溶液或有機(jī)溶液中，由于等離子僅在聚合物表面附近產(chǎn)生自由基，因此，等離子接枝共聚僅限于聚合物表面。

1.1.2偶聯(lián)劑處理

偶聯(lián)劑是為了改善工程塑料與填料之間的相容性或增強(qiáng)界面相容性的一種添加劑，大致可以分為鉻絡(luò)合物、酞酸酯類和硅烷偶聯(lián)劑。其結(jié)構(gòu)中主要含有兩部分基團(tuán)，一部分基團(tuán)親無機(jī)基團(tuán)，可以與填料結(jié)合，另一部分基團(tuán)親有機(jī)基團(tuán)，可以與聚合物結(jié)合。同時偶聯(lián)劑與填料的摻合有直接整體摻合和母料法整體摻合等。

碳纖維（CF）具有優(yōu)良的導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能，直接將CF加入到PTFE基體中會導(dǎo)致CF出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象使復(fù)合材料的力學(xué)性能降低，使用偶聯(lián)劑處理可以解決這一難題。Shi Yijun等［15］將CF先用硝酸蝕刻，然后使用硅烷偶聯(lián)劑KH-550處理，降低了PTFE/CF復(fù)合材料的摩擦因數(shù)，同時在硝酸中處理10 min，有利于提高PTFE/CF復(fù)合材料的摩擦性能。Yuan Junya等［16］將氨基官能化的硅烷層共價固定在雜化的PTFE/芳綸1313織物表面上，并使用聚多巴胺（PDA）作為橋梁，將大量的氨基引入織物表面。結(jié)果表明，KH-550成功接枝在PDA涂層混合織物表面。

為了提高PTFE的防污性能和抗菌性，Li Chengcai等［17］以p-二元酚氧化酶為催化劑，然后用KH-550處理PTFE表面納米結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明，改性PTFE具有出色的親水性、防污性能和抗菌性，復(fù)合膜在pH值為3～12的條件下表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性。Yeerken等［18］通過兩步涂覆法，使用PTFE基體和烷基氟氯硅烷，獲得了一種超疏水且自清潔的織物。在涂覆的織物中未觀察到滲透現(xiàn)象；在酸、堿溶液中各浸泡100 h后，質(zhì)量損失沒有明顯變化；另外，該涂覆的織物可以經(jīng)受至少200次循環(huán)磨損和10次循環(huán)洗滌，可用于開發(fā)緊急救援應(yīng)用的個人防護(hù)品。

1.1.3電子輻照處理

電子輻照處理是指利用紫外光（UV）、激光、γ射線、離子束和電子在內(nèi)的輻照源，對聚合物進(jìn)行改性。研究表明，輻照過程會改變基材的結(jié)構(gòu)、形態(tài)、表面性質(zhì)和化學(xué)成分［19］。

γ射線輻照是聚合和接枝過程中最常見的技術(shù)之一。Norsyahidah等［20］使用原位γ射線輻照技術(shù)將丙烯酸和衣康酸接枝到PTFE上。首先，將PTFE浸入單體溶液中，然后通過60Co的γ射線照射試樣表面。在γ射線輻照作用下，將聚合物接枝到PTFE表面，結(jié)果表明，復(fù)合材料表面被接枝的聚合物覆蓋，并且具有較好的疏水性和高吸水率。

激光處理是指利用聚焦的激光束在聚合物表面產(chǎn)生規(guī)則或不規(guī)則的凸起或凹槽，會改變復(fù)合材料的粗糙度，同時由于表面上形成的氣穴而改變表觀潤濕性。另一方面，利用激光也會使聚合物表面的化學(xué)鍵斷裂，可以誘導(dǎo)官能團(tuán)的形成，從而改變聚合物的表面化學(xué)性質(zhì)。Riveiro等［21］使用CO2激光修飾PTFE的表面，研究了加工參數(shù)對紋理表觀潤濕性的影響。激光處理過的表面顯示出層次分明的微觀和納米形貌，較高的粗糙度和大量的氣穴使這些經(jīng)激光處理的表面具有超疏水性和高度疏油性。

紫外光輻照接枝也是材料表面改性常用的一種方法，但由于能量較低，對PTFE中的穩(wěn)定C—F沒有造成實(shí)質(zhì)性的破壞，不能用于將單體直接接枝到PTFE膜上。因此，通常在進(jìn)行輻照接枝后再進(jìn)行其他一些預(yù)處理，以破壞C—F或激活膜的惰性表面。Colwell等［22］通過大氣壓輝光放電對PTFE膜進(jìn)行預(yù)處理，然后在N2氣氛下，將2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸進(jìn)行輻照接枝，極大提高了PTFE在油田廢水處理中的防污性能。

1.2 填充改性

填充改性在不破壞聚合物基體結(jié)構(gòu)的前體下，可改善基體的缺陷。填充改性工藝簡單，而且可以選擇不同種類的填料，賦予材料新的性能。目前，應(yīng)用較為廣泛的填料主要有無機(jī)非金屬填料［如CF、玻璃纖維（GF）、石墨烯等］、金屬填料（如銅粉，MoS2，Al2O3）、陶瓷顆粒等［23］。

由于無機(jī)填料具有較高的比模量、比強(qiáng)度和好的耐熱性能，通過將無機(jī)填料填充到PTFE基體中，可以提高PTFE復(fù)合材料的比模量、比強(qiáng)度、壓縮回彈性能等。Yan Yanhong等［24］采用熱壓燒結(jié)技術(shù)制備了納米層狀結(jié)構(gòu)的石墨片，將其與PTFE均勻混合制備復(fù)合材料，結(jié)果表明，該復(fù)合材料是典型的黏彈性材料；由于納米乙二醇和其他納米粒子的加入，復(fù)合材料在一定程度上表現(xiàn)出相對脆性。Kang等［25］研究了石墨烯的層數(shù)對PTFE的感應(yīng)電壓和電流的影響。結(jié)果表明，單層石墨烯較多層石墨烯可以產(chǎn)生更大的感應(yīng)電功率。

Zhang Yu等［4］采用冷壓燒結(jié)法制備了PTFE/超細(xì)玻璃纖維（UGF）復(fù)合材料，用不同濃度的偶聯(lián)劑3-氨基丙基三乙氧基硅烷對UGF進(jìn)行表面改性。與PTFE相比，含15%（w）UGF的PTFE雜化復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)和熱阻指數(shù)分別提高了67.46%，2.17%。這些改進(jìn)主要得益于表面處理可以增強(qiáng)UGF與PTFE的界面相容性，減少內(nèi)部缺陷并提高復(fù)合材料的結(jié)晶度，由于UGF與PTFE的性質(zhì)大不相同，因此，增加了導(dǎo)熱系數(shù)和耐熱指數(shù)，同時降低了復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)和高溫壓縮蠕變應(yīng)變。同時，與未處理PTFE相比，填充了經(jīng)表面處理的UGF的復(fù)合材料的熱性能得到顯著改善。

銅粉具有導(dǎo)電性能優(yōu)良、化學(xué)穩(wěn)定性好、價格親民等諸多優(yōu)點(diǎn)，在導(dǎo)電涂料、聚合物填料和微電子材料等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。Qu Mengnan等［26］合成并表征聚乙烯吡咯烷酮（PVP）改性的銅粉，并將PVP改性后的銅粉用于PTFE的填充材料，結(jié)果表明，使用PVP改性的銅粉可以有效改善PTFE復(fù)合材料的耐磨性能。MoS2是常用的無機(jī)耐磨填料，其分子結(jié)構(gòu)為六方晶系，其中，Mo—S的棱面較多，比表面積較大，從而提高了填料與基體的接觸面積。MoS2分子為石墨的片層結(jié)構(gòu)，分子中的硫原子間的作用力較弱，極易發(fā)生劈裂，劈裂的表面能較低，而PTFE為疏水性物質(zhì)，如果填料的表面不經(jīng)處理，則兩者的相容性極差。因此在混料之前有必要對MoS2的表面進(jìn)行處理［27］。

陶瓷材料作為一種新型多功能材料，具有高強(qiáng)度、高耐磨性和良好的導(dǎo)熱性等優(yōu)點(diǎn)。三元Ti3SiC2陶瓷具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性及低膨脹系數(shù)，并且具有類似于石墨的良好自潤滑性以及比石墨更高的強(qiáng)度和硬度［28］。Ren Shufang等［29］研究了Ti3SiC2陶瓷在人造海水中的摩擦性能，結(jié)果表明，Ti3SiC2陶瓷在海水環(huán)境中具有良好的摩擦性能和耐化學(xué)藥品腐蝕性。Luo Fuchuan等［30］將0.8（BaTi4O9）-0.2（BaZn2Ti4O11）（BZT）陶瓷和GF作為填料加入到PTFE基體中。并使用1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷（F8261）對BZT陶瓷進(jìn)行改性。結(jié)果表明，PTFE/BZT陶瓷/GF復(fù)合材料具有出色的介電性能和熱穩(wěn)定性。此外，由于使用F8261對填料進(jìn)行了改性，復(fù)合材料表現(xiàn)出較強(qiáng)的疏水性。Luo Fuchuan等［31］在PTFE基體中填充Li2SnMg0.5O3.5（LSMO）陶瓷，LSMO陶瓷是采用氣氛控制燒結(jié)法合成的，經(jīng)F8261改性，然后加入到不同含量的PTFE懸浮液中。結(jié)果表明，含70%（w）PTFE的PTFE/LSMO復(fù)合材料具有優(yōu)異的介電性能。

為改善陶瓷填料與基體的相容性而又不損害陶瓷材料的介電性能，Liu Zheng等［32］以原硅酸四乙酯（TEOS）為表面改性劑，改善CaTiO3陶瓷與PTFE的相容性。結(jié)果表明，TEOS成功地涂覆在陶瓷顆粒上并形成SiO2涂層；表面改性可改善顆粒在PTFE中的分散性以及陶瓷填料與PTFE基體之間的界面接觸，并降低了復(fù)合材料的介電損耗。

核-殼結(jié)構(gòu)的引入可以提高聚合物涂層的耐磨性和自潤滑性能。Peng Shiguang等［33］研究了聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）殼包裹的PTFE復(fù)合材料在往復(fù)干摩擦下的耐磨性和潤滑性能。結(jié)果表明，PTFE涂層的磨損率從2.32×10-6mm3/Nm降到1.04×10-6mm3/Nm，摩擦因數(shù)從0.081降到0.069。改善的潤滑性能與核-殼結(jié)構(gòu)的分散效果有關(guān)，并具有納米范圍內(nèi)的特征尺寸。

1.3 共混改性

共混改性的基本原理是“相似相溶”原理，共混時，填料與基體之間的溶解度、表面張力必須相近。聚酰亞胺（PI）、聚苯硫醚（PPS）、PMMA等是常用的共混改性填料，將PTFE與其他工程塑料進(jìn)行共混改性，可以在綜合各組分長處的同時達(dá)到優(yōu)勢互補(bǔ)的目的，從而拓寬應(yīng)用領(lǐng)域［34］。在共混改性中，PTFE既可作為基體材料，又可用作填料來增強(qiáng)其他聚合物。

PI是指主鏈上含有酰亞胺環(huán)的一類聚合物，是綜合性能極佳的有機(jī)高分子材料之一，被廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域。Chen Beibei等［35］將不同含量的CF和PI加入到PTFE基體中。結(jié)果表明，PI的加入增加了PTFE的耐磨性，CF的引入使PTFE的致密性增加，并且復(fù)合材料的致密性和耐磨性隨著CF含量的增加而得到改善。Qi Yanyuan等［36］采用乙烯基三甲氧基硅烷（VTMS）改性Ba（Mg1/3Nb2/3）O3（BMN）陶瓷顆粒，以改善BMN陶瓷與PTFE的相容性。結(jié)果表明，VTMS改性BMN顆粒的致密性、均勻性，以及基體與填料的相容性均得到增強(qiáng)。

PPS是一種高性能熱塑性樹脂，具有力學(xué)性能好、耐高溫、耐化學(xué)藥品腐蝕、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。在電子、汽車、機(jī)械及化工領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。Aderikha等［37］研究了PPS對PTFE性能的影響，結(jié)果表明，PPS的加入減少了復(fù)合材料的空隙含量，提高了基體與纖維之間的附著力，并改善了復(fù)合材料的摩擦性能。Ahn等［38］將磺化聚亞芳醚酮（SP）浸漬到多孔PTFE基體中以制備質(zhì)子傳導(dǎo)膜。與PTFE膜相比，填充SP的PTFE膜表現(xiàn)出較高的導(dǎo)熱系數(shù)和熱穩(wěn)定性。雖然復(fù)合膜的吸水率僅降低3%，但溶脹率卻降低了約50%，拉伸強(qiáng)度提高了5倍。

Kevlar是芳族聚酰胺家族中的有機(jī)纖維。以高強(qiáng)度、高模量、韌性和熱穩(wěn)定性而廣泛應(yīng)用于工業(yè)和國防領(lǐng)域。Liu Yingyi等［39］為了改善PTFE的摩擦性能和黏合性能，對PTFE/Kevlar雜化織物進(jìn)行鈉萘有機(jī)溶液處理。結(jié)果表明，織物的摩擦因數(shù)隨著載荷和轉(zhuǎn)速的增加而減??；PTFE含量較高的復(fù)合材料表現(xiàn)出更好的潤滑性能；改性織物增強(qiáng)的復(fù)合材料的摩擦因數(shù)更穩(wěn)定，復(fù)合材料轉(zhuǎn)移膜表面較為完整。

PMMA具有較低的密度，耐熱性好，并有堅韌、質(zhì)硬和剛性的特點(diǎn)。Wang Hongling等［40］使用PTFE粉末作為PMMA的填充材料，制備了PTFE/PMMA復(fù)合材料，并研究了PTFE含量對PMMA復(fù)合材料性能的影響，結(jié)果表明，與純PMMA相比，填充PTFE可以顯著降低PMMA復(fù)合材料的摩擦因數(shù)和磨損率；純PMMA主要是黏著磨損，PTFE/PMMA復(fù)合材料主要是疲勞磨損和磨料磨損。Dubey等［41］通過熔融共混制備了含PTFE和有機(jī)黏土的PMMA復(fù)合材料，三元復(fù)合材料的力學(xué)性能證明了填料之間的高度協(xié)同作用，與單填料體系相比，雙填料填充復(fù)合材料的模量得到了極大提高。

2 應(yīng)用性能的研究

2.1 力學(xué)性能

Luo Wei等［42］通過熔融共混法制備了短碳纖維（SCF）增強(qiáng)的PTFE/PPS自潤滑復(fù)合材料。結(jié)果表明，SCF的加入明顯改善了PTFE/PPS復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、撓曲模量和硬度。Suh等［43］通過固態(tài)研磨和熱壓法制備了PTFE/石墨烯納米片（GnP）復(fù)合材料。與純PTFE相比，PTFE/GnP復(fù)合材料的屈服應(yīng)力增加60%。這主要是隨機(jī)分散的GnP對PTFE鏈運(yùn)動的干擾。Riul等［44］研究了GF含量對PTFE復(fù)合材料力學(xué)性能的影響，結(jié)果表明，純PTFE的拉伸強(qiáng)度最高，隨GF含量的增加，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度迅速下降，GF含量繼續(xù)增加，其強(qiáng)度下降趨于平緩，分析認(rèn)為純PTFE塑性較好，分子鏈極易滑移；而GF為無機(jī)分子，阻礙了PTFE的大分子鏈滑移，同時當(dāng)GF的含量繼續(xù)增加，極易產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，從而會導(dǎo)致抗拉強(qiáng)度降低。通過進(jìn)一步研究表明，石墨的加入也會導(dǎo)致材料的抗拉強(qiáng)度下降，但性能優(yōu)于PTFE/GF復(fù)合材料，這是因?yàn)镚F的硬度和脆性都較大，不利于分子鏈的運(yùn)動，而當(dāng)材料中加入定量石墨，可充當(dāng)分子鏈的外潤滑劑，使材料的彈性模量提高，斷裂伸長率優(yōu)于填充GF的復(fù)合材料。

2.2 磨損性能

PTFE由于較低的力學(xué)性能和高磨損率限制了其在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用［45］。為了降低磨損率并利用PTFE的優(yōu)勢，在PTFE基體中填充各種填料（如有機(jī)、無機(jī)纖維以及納米顆粒）可以提高承載能力和耐磨性能。Burris等［46］在PTFE中加入Al2O3，使復(fù)合材料的耐磨損性能提高了4個數(shù)量級。Fan Yu等［47］發(fā)現(xiàn)，鈦酸鉀晶體能有效提高PTFE復(fù)合材料的耐磨性能。Song Fuzhi等［48］揭示了MoS2和GF在增強(qiáng)耐磨性能方面的協(xié)同作用，發(fā)現(xiàn)PTFE復(fù)合材料在真空條件下的耐磨性能均優(yōu)于酚醛樹脂和聚對羥基苯甲酸復(fù)合材料。

PTFE復(fù)合材料的摩擦因數(shù)依賴填料的晶體結(jié)構(gòu)，但耐磨性能的提高更多地取決于填料的形狀。Conte等［49］研究了不同含量的GF對磷鎢酸鹽/PTFE復(fù)合材料性能的影響。結(jié)果表明，使用15%～25%（w）的GF可將復(fù)合材料的耐磨性能提高7～12倍。另一方面，結(jié)合復(fù)合材料磨損后的表面形貌特征可知，使用GF改性后的PTFE復(fù)合材料表面較為平整光滑。而未使用GF改性后的PTFE復(fù)合材料在磨損后的表面非常粗糙，還有許多溝壑分布在復(fù)合材料的表面。

復(fù)合材料的摩擦性能取決于形態(tài)和結(jié)晶度的變化［50］。Shi Yijun等［51］研究了CF填充的PTFE的摩擦和磨損行為，這些CF分別用濃硝酸、硅烷偶聯(lián)劑、稀土溶液和稀土溶膠進(jìn)行了表面處理。結(jié)果表明，大多數(shù)CF的表面處理有助于減少磨損，從而改善PTFE復(fù)合材料的耐磨性能。Conte等［52］發(fā)現(xiàn)，使用硬質(zhì)顆粒填充改性PTFE，可使PTFE復(fù)合材料的磨損率顯著降低。這是因?yàn)檫@些顆粒的硬度很大，當(dāng)對PTFE復(fù)合材料施加外部載荷作用時，這些硬質(zhì)的顆粒填料會優(yōu)先承擔(dān)大部分的外部載荷，因此可以顯著降低PTFE復(fù)合材料的表面磨損程度。而在聚合物基體中使用軟相和硬相均可以增強(qiáng)基體的自潤滑性和承載性能，從而改善PTFE的摩擦性能。Liu Pei等［53］制備了各種PTFE/改性CF復(fù)合材料。發(fā)現(xiàn)表面處理改善了CF的表面親水性并改變了CF的表面形貌，這有助于改善復(fù)合材料的界面黏合性并因此改善了摩擦行為。

Pan Chen等［54］將六方氮化硼片晶和氮化鋁（AlN）顆粒用作混合填料，以提高PTFE的熱導(dǎo)率。AlN顆粒在壓縮過程中破壞了HBN片晶沿橫向的排列，當(dāng)填料含量為30%（w），PTFE復(fù)合材料的熱導(dǎo)率提高。熱導(dǎo)率的顯著提高不僅與雜化填料的協(xié)同作用有關(guān)，還與HBN的面內(nèi)取向度降低有關(guān)。Su Fenghua等［55］采用噴涂技術(shù)和連續(xù)固化制備了PTFE和納米氮化硅填充的PI涂層。結(jié)果表明，PTFE和改性納米氮化硅的加入極大提高了PI涂層的耐磨性能；復(fù)合涂層的摩擦磨損性能受填料含量和滑動條件的影響很大。

2.3 介電性能

PTFE具有優(yōu)異的介電性能和較低的介電損耗，在印刷電路板、天線和雷達(dá)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用［56］。在過去的十年里，為了改善PTFE的整體性能，選擇了各種填料對PTFE進(jìn)行填充改性。然而，這些經(jīng)過無機(jī)填料填充改性的復(fù)合材料只能適用于低工作頻率（約100 MHz）的工況。隨著對基材要求的不斷提高，PTFE需要滿足一些極端的工作條件（如工作溫度范圍廣，周圍環(huán)境潮濕）。為了解決這些難題，可以將陶瓷加入到PTFE中，提高復(fù)合材料的介電性能［57］。

通過摻入適當(dāng)?shù)奶沾商盍?，可以改善PTFE的力學(xué)性能和介電性能，但這些研究大部分是針對具有高介電常數(shù)的填料進(jìn)行的。Song Qingsong等［58］制備了高柔韌性的聚偏二氟乙烯/氮化硼復(fù)合膜，并添加了少量的GnP以改善膜的熱性能和力學(xué)性能。結(jié)果表明，該膜具有較高的電絕緣性和擊穿強(qiáng)度，證明了其在高壓環(huán)境下的適用性。Luo Fuchuan等［59］研究了基于PTFE和Li2Mg3SnO6（LMS）填充的復(fù)合材料的性能。LMS粉末通過一步法合成，并用F8261改性。改性LMS填充的PTFE復(fù)合材料表現(xiàn)出可靠的介電常數(shù)，可接受的介電損耗。

介電常數(shù)低有助于更快的信號傳輸。為了制備介電常數(shù)低的復(fù)合材料，填料的介電常數(shù)應(yīng)盡可能小，由于無機(jī)填料和有機(jī)基質(zhì)之間表面特性的差異，難以將填料均勻地分散在基質(zhì)中，從而導(dǎo)致高孔隙率和吸濕性。為了改善填充聚合物的性能，可以采用偶聯(lián)劑進(jìn)行處理，但偶聯(lián)劑的使用會影響聚合物-陶瓷復(fù)合材料的熱性能、力學(xué)性能和介電性能。因此，同時具有高介電常數(shù)和低介電損耗的復(fù)合材料的研究仍然是一個挑戰(zhàn)［60］。

3 結(jié)語與展望

雖然我國在復(fù)合材料改性領(lǐng)域已取得了顯著的進(jìn)展，但是在工藝技術(shù)、配方等領(lǐng)域仍然需要創(chuàng)新，目前需要解決的問題主要有：（1）如何增強(qiáng)填料和基體的相容性，雖然已開發(fā)出一系列的表面處理劑和偶聯(lián)劑，但是并未實(shí)現(xiàn)真正意義上的“連接”，因此，對于PTFE改性領(lǐng)域研究的重點(diǎn)是開發(fā)高效的表面處理劑。（2）對于PTFE改性的研究，均處于常規(guī)應(yīng)用領(lǐng)域，但對于一些高精端的航空航天、軍工領(lǐng)域等新型PTFE復(fù)合材料仍然依賴進(jìn)口。（3）《中國制造2025》提出要把綠色發(fā)展作為主要方向之一，因此要將節(jié)能減排理念融入到PTFE的改性工藝中。