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2017
02

提高塑料耐磨性,改性研发工程师须知的7种材料!

塑料制品表面有好几种明显损坏的方法,其中有尖锐物体的划痕;磨料摩擦产生的磨损;改变表面性能或光泽的表面损伤;或者钝化物体轻微刮擦造成的“写入效果”。 形成这些现象的愿意是材料在压入力和滑动力或横(侧)向力的作用下发生屈服,产生延性/脆性破坏从而造成刮痕。在刮痕中,不平的表面产生不均匀的光散射和“刮痕发化”。改善刮痕性能的解决方法是尽可能减小聚合物底面粗糙程度和降低刮痕的胎肩,使其产生尽可能少的光散射以及尽可能小的刮痕可见度,从而达到较高的耐磨性能。

 

有些塑料本身已经有很好的耐磨性,加入各种耐磨添加剂之后,可以更加改善其耐磨性。这些添加剂像聚四氟乙烯,二硫化钼,石墨,硅利康油,玻纤,碳纤和芳香族聚酰胺纤维的添加剂制成的塑料复合材料具有自润性(self lubricating),并可降低配合零件的压力,从而提高材料的耐磨性。下面就一起来看看可以提高材料耐磨性的材料。

 

1.聚四氟乙烯(PTFE,铁氟龙)
PTFE是所有耐加剂中有最低的磨擦系数。在磨擦过程中磨出来的PTFE分子会在零件表面形成润滑的薄膜。PTFE在磨擦剪力下有很好的润滑性及耐磨性能,在高负荷应中,PTFE是最佳的耐加剂。这些高负荷用包括液压式活塞环封、推力垫圈。最适当的PTFE含量为非结晶性含15%PTFE、而结晶性塑料含20%PTFE。

 

2.二硫化钼
二硫化钼的另一个常见的名字为”Moly”,主要用于尼龙塑料的一种耐加剂。二硫化钼的作用有如结晶剂,用以增加尼龙的结晶度,使尼龙材料产生一个较硬和较耐磨擦表面。二硫化钼对金属有很高的亲和力。一旦吸附在金属表面,二硫化钼的分子会填塞金属表面用显微镜才可看见的毛细孔,并使金属表面变得更滑。此点使二硫化钼成为一个理想的耐磨添加剂用于当尼龙与金属互相磨擦的应用。

 

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

 

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,粘度以centistokes 计量。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
玻璃纤维是一种硬而且刮损性高的纤维,因而常被错误地认为塑料中加入了玻璃纤维会破坏该塑料的耐磨性。玻璃纤维提供了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。玻璃纤维提供补强可以增加塑料的抗潜变性,热传导性和热变形性,因而可以显著改善塑料的耐负荷与耐磨擦速度的能力。

 

6.碳纤维
与玻璃纤维的情况一素,碳铁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。热塑性塑料加入10%以上之碳纤维会有消除静电的功能,并可因此克服因造成的静电问题。

 

7.芳香族聚酰胺纤维
芳香族聚酰胺纤维也是耐磨添加剂之一。不像玻璃纤维和碳纤维,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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