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    如何提升工程塑料的耐磨性能?

    作者:admin    添加時間:2021-3-9 16:29:34    瀏覽量:506

    和金屬不同,聚合物材料的磨損過程基本上不涉及摩擦過程中的材質氧化及電化學腐蝕,相對來說機理簡單一些,但解決物性差異相當巨大的聚合物材料耐磨性依然是充滿挑戰性。

     

    從柔軟而充滿彈性的橡膠到剛度類似金屬的POM,從厚度2um的油墨涂層到制作大型閥門的PEEK,以微粉蠟和PTFE為代表的固體潤滑劑,在這些領域中發揮著重要的作用。

     

    如我們所知,非金屬材料的磨損主要是粘著磨損和磨粒磨損。粘著磨損是指相對運動時,由于固相焊接,接觸點的材料由一個表面轉移到另個表面。

     

    磨粒磨損是指硬質顆?;蜉^硬材料上的微突體引起表面擦傷或表層材料脫落。

     

    在工程塑料領域中,由于聚合物材料的導熱性普遍較差,在摩擦過程中產生的局部熱量比較容易達到工程塑料的熔點或者軟化點,這時候固體之間的摩擦力變成和熔融聚合物對摩擦副對面固體的阻力,產生較大的粘著磨損,在電鏡下往往表現為魚鱗狀。

     

    隨著PTFE微粉或層狀潤滑劑如二硫化鉬的加入,由于摩擦系數降低,摩擦力和摩擦熱均會減小,粘著磨損受到控制。在PTFE微粉添加量比較大時,摩擦面之間的轉移膜變得比較光滑,體現出較好的耐磨損性,這時候的磨損方式主要是摩擦副對面固體對聚合物形成的磨粒磨損,在電鏡下往往表現為犁溝狀。

     

    對于填充了玻纖的工程塑料,玻纖會在摩擦面上被碾碎形成新的磨粒,玻纖的技術指標以及填充量,會對工程塑料的耐磨性產生較大的影響。
    耐磨工程塑料的使用工況是非常重要的因素,使用溫度,載荷,摩擦速度,干濕條件均有很大關系。

     

    目前國內改性耐磨工程塑料中,多為添加二硫化鉬,其耐磨機理是依靠其片狀的結晶結構,只能生產出黑色或灰色的制品,而且在有水存在的條件下,二硫化鉬由于吸水潤滑性性會大大降低。而使用PTFE(聚四氟乙烯)微粉就能解決這樣的問題。

     

    PTFE微粉具有較低的分子量,平均分子粒徑最細可達1.5微米左右,外觀為白色粉末,具有高分子量聚四氟乙烯樹脂的所有優異性能,其突出特點表現在:顆粒成球型、粒子之間不粘結不結塊、分散性極好、粒徑小且均勻、比表面積大、體積密度低、吸油值高、分散在溶劑中粘度低,可以均勻地與其它粉末及液體狀材料共混。

     

    PTFE 微粉的使用可增強主體材料的性能,如:

    1)耐磨損性、耐摩擦性和耐劃擦性

    2)易去污特性

    3)抗粘連特性

    4)潤滑性能(用于工程塑料改性)

    5)抗摩擦,抗磨損性能

     

    PTFE 微粉可以提高主體材料(即工程塑料、通用塑料、涂料、油墨、潤滑油、薄膜、橡膠和潤滑劑)的一些性能,即使少量加入也能產生效果。這是因為這些微粉能耐受惡劣加工條件的影響,而且在它們進入主體樹脂后特性幾乎不變。添加一定比例的PTFE微粉就可提供:1.自潤滑耐磨性能2.更高的脫模性能3.更快的加工速度對于塑料而言,當要求產品具有低摩擦、PV值和耐磨性能時,則需要使用較高的含量。而在作為潤滑劑(如油脂)中的增稠劑使用時,也需要使用較高的微粉含量。PTFE填充配混料的加工條件與主體材料(如塑料、橡膠等)的相同。

     

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