简而言之，添加剂通过充当聚合物内的增强基体来增强 PTFE，从根本上改善了耐磨性、抗压强度和导热性等机械性能。这些填料弥补了原生 PTFE 固有的柔软性和在载荷下变形（蠕变）的倾向，将其转变为高性能工程材料，适用于其基础性能无法满足的苛刻应用。
纯 PTFE 的核心挑战在于，其卓越的化学惰性和低摩擦性伴随着较差的机械和热特性。通过战略性地引入玻璃、碳或青铜等填料，工程师可以在保持 PTFE 理想特性的同时，有选择地消除其在特定高应力、高磨损或高负载环境中的弱点。
基准：了解原生 PTFE 的局限性
要欣赏添加剂的作用，我们必须首先了解纯的或“原生”的聚四氟乙烯 (PTFE) 的独特优势和劣势。
卓越的化学和电气性能
原生 PTFE 在化学惰性方面几乎是无与伦比的，使其对几乎所有工业化学品和溶剂都无反应。
它也是一种出色的电绝缘体，具有出色的介电性能，这就是它常用于高频电缆绝缘和电路板的原因。
机械弱点：蠕变和柔软性
原生 PTFE 的主要限制在于其机械柔软性。在持续载荷下，尤其是在高温下，它会发生永久性变形，这个过程称为蠕变或“冷流”。
这使其不适用于结构或高承载应用，因为材料会逐渐融合并失去形状。
导热性差
PTFE 是一种热绝缘体，意味着它不易散热。在轴承或衬套等高速滑动应用中，摩擦热量会迅速积聚，可能导致材料失效。
关键添加剂如何实现卓越性能
填料在加工前与 PTFE 树脂混合。这会形成一种复合材料，其中填料的独特性能直接增强了最终产品。
玻璃纤维：提高耐磨性和稳定性
玻璃纤维是 PTFE 中最常见的填料之一。其主要功能是大幅提高耐磨性并减少蠕变。
通过提供刚性的内部结构，玻璃纤维可防止 PTFE 在载荷下变形，使其非常适合密封件、垫圈和滑动板。
碳和石墨：降低摩擦和散热
添加碳和石墨以改善机械和热性能。它们显着提高了导热性，使摩擦热量能够从磨损表面消散。
这使得碳/石墨填充等级非常适合高速、干运行应用，如轴承和衬套，在这些应用中控制热量至关重要。它们还保持非常低的摩擦系数。
青铜：提高抗压强度和承载能力
添加青铜粉会产生具有最高抗压强度和承载能力的 PTFE 复合材料。它还提供良好的导热性。
这使得青铜填充 PTFE 成为液压系统或任何需要材料承受高静载荷而不变形的应用中的首选材料。
二硫化钼 (MoS₂)：增加润滑性
这种添加剂通常被称为“钼”，通常与其他填料（如玻璃或青铜）一起少量使用。
它充当干润滑剂，进一步降低摩擦系数并提高耐磨性，与主要填料产生协同效应。
了解填充 PTFE 的权衡
引入添加剂并非没有后果。选择填充 PTFE 复合材料总是在性能提升与潜在缺点之间进行权衡。
化学耐受性受损
虽然仍具有很高的耐受性，但填充 PTFE 不再是化学纯净的。填料材料本身可能会被原生 PTFE 轻易抵抗的侵蚀性化学品侵蚀。例如，青铜填料不适用于某些酸或腐蚀性试剂。
绝缘性降低
许多最有效的填料，特别是碳和青铜，是导电的。它们的存在完全抵消了 PTFE 出色的介电性能，使得这些复合材料不适合用作电绝缘体。
磨蚀性增加
一些填料，尤其是玻璃纤维，可能对配合表面造成磨损，特别是当该表面由较软的材料（如铝或塑料）制成时。在指定填充 PTFE 零件时，必须考虑配合部件的硬度。
为您的应用选择正确的 PTFE 复合材料
选择正确的材料需要清楚地了解您需要解决的主要挑战。
- 如果您的主要重点是高速、干运行轴承： 碳/石墨填充 PTFE 提供了最佳的散热和低摩擦组合。
- 如果您的主要重点是重静载荷下的结构部件： 青铜填充 PTFE 提供了最高的抗压强度和抗蠕变性。
- 如果您的主要重点是针对硬表面的通用耐磨性： 玻璃填充 PTFE 是一种具有成本效益且经过验证的解决方案，可提高耐用性。
- 如果您的主要重点是最终的化学惰性或电绝缘性： 您必须使用原生（未填充）PTFE，因为任何添加剂都会损害这些性能。
通过将这些填料视为工具，您可以指定一种材料，该材料经过精确设计，可以克服您特定的应用挑战。
摘要表：
| 常见填料 | 主要增强 | 理想用途 |
|---|---|---|
| 玻璃纤维 | 耐磨性、蠕变减少 | 密封件、垫圈、滑动板 |
| 碳/石墨 | 导热性、低摩擦 | 高速轴承、衬套 |
| 青铜 | 抗压强度、承载能力 | 液压元件、结构件 |
| 二硫化钼 (MoS₂) | 增加润滑性、耐磨性 | 与其他填料协同使用 |
| 原生（未填充） | 最终的化学惰性、电绝缘性 | 化学加工、电绝缘 |
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