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提高塑料耐磨性的7种增强材料

标签:发布日期:2021/4/9 10:12:42  点击次数:


 耐磨性是决定塑料应用领域和使用寿命的重要指标。为了减少塑料的摩擦磨损,可以选择添加润滑物质或是增强物质。

润滑油有很多缺点,时间长了油脂会发生老化,还需要经常添加维护,且容易聚集灰尘碎屑,污染内部零件等。
因此添加增强物质来增加塑料的耐磨性和自润滑性成为了最优选择。
常见的添加剂和增强物质有:聚四氟乙烯(PTFE)、二硫化钼、超高分子量聚乙烯、硅、石墨、玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等。

1、聚四氟乙烯(PTFE,铁氟龙)
聚四氟乙烯(PTFE),俗称铁氟龙,于1938年由杜邦发明。
PTFE几乎不与任何物质粘合,同时还具有自润滑性,因此通常被用于防粘涂层。不粘锅涂层就是PTFE的经典应用。

 

 

 

PTFE微粉是专门用作添加剂的品种,是所有耐摩擦添加剂中摩擦系数最低的,在磨擦过程中PTFE微粉会在零件表面形成润滑的薄膜。是高负荷应用中最佳的耐磨添加剂。最适当的PTFE添加量为非结晶性塑料含15%PTFE、而结晶性塑料含20%PTFE。

PTFE 微粉可应用于工程塑料、涂料、油墨、油漆、润滑油、薄膜、橡胶等,可增强主体材料的性能,如:
1.耐磨损性、耐摩擦性和耐划擦性
2.易去污特性
3.抗粘连特性
4.润滑性能(用于工程塑料改性)
5.抗摩擦,抗磨损性能


2、二硫化钼 
二硫化钼(MoS2)是一种黑色有金属光泽,触之有滑腻感的粉末,二硫化钼是重要的固体润滑剂,特别适用于高温高压下,被誉为“高级固体润滑油王”。在工程塑料领域主要用于尼龙塑料的耐磨添加剂。

尼龙66+MOS2 (灰黑色):尼龙66/二氧化钼与纯树脂相比,其刚性、硬度和尺寸稳定性有所提高,但抗冲击强度有所下降,二硫化钼的晶粒形成效果提高了结晶结构,使材料承载和耐磨性能均有提高。广泛用于齿轮、轴承、密封圈、滑块等。


3、石墨 
石墨的化学结构为一个独特的格子状结构。此独特的化学结构使石墨分子在很小磨擦力上很容易地互相滑动。此耐磨特性在有水的环境中尤其重要。此特性使石墨成为一种理想的耐磨性添加剂用于很多置于水中的应用,如水铺外壳、轮叶(impeller)和关封(Valueseals)。


4、聚硅氧烷 
聚硅氧烷液体是一种会移行的耐磨添加剂.当加入热塑性塑料中,该助剂会缓慢移行到零件表面,并形成一层持续不断的薄膜。聚硅氧烷有很广泛的粘度范围。聚硅氧烷的粘度逾低,逾成流质状且速地移行到零件表面产提供耐磨特性。若聚硅氧烷的粘度太低,则在较易挥发,并会很快地从零件中移行消失掉。

5、玻璃纤维 
玻璃纤维是一种无机非金属材料,主要以二氧化硅为原料,直径在几微米到二十几微米。具有绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好、机械强度高的优点。常常被用于塑料的增强材料。

玻璃纤维虽然本身性脆、耐磨性差,但如果用于增强塑料,玻璃纤维可以提供高分子间坚固的机械性结合的功能,所以玻璃纤维可以增加热塑性塑料结构的整个性并改善耐磨性。
玻璃纤维增强塑料可应用于各种机械零件如:水泵、水阀、轴承、轴套、齿轮、支架、托辊等。

6、碳纤维 
碳纤维是用粘胶丝、聚丙烯腈纤维和沥青丝等为原料,在300~1000℃下碳化而成的。
与玻璃纤维的情况一素,碳纤维能大幅改善结构的整体性、耐磨性和耐负荷与耐磨擦速度之能力。和玻璃纤维不同的是碳纤维是一种较软且刮损性较低的纤维。碳纤维不会刮伤与其磨擦的铁钢质或钢质的磨擦表面。

利用碳纤维具有自润滑性的特点,碳纤维增强塑料可以做特殊用途的轴承、齿轮和活塞环。如航空仪表和磁带录音机用的无油润滑轴承,电气传动内燃机车用的无油润滑齿轮(可避免渗漏油引起的事故),压缩机上的无油润滑活塞环等。

7、芳香族聚酰胺纤维(芳纶)
芳香族聚酰胺纤维俗称芳纶,自20世纪60年代由美国杜邦(DuPont)公司成功研发。是一种新型高科技合成纤维,具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻等优良性能,其强度是钢丝的 5~6倍。

芳纶纤维也是耐磨添加剂之一。相比于玻璃纤维和碳纤维,它是最软和最无刮损性的纤维。此特性是芳香族聚酰胺纤维在耐磨应用的主要优点,特别是在配合零件的表面对刮损性的纤维。

 

 

 
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