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耐磨塑料有哪些?

發布時間:2020-11-20作者:admin

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01選擇合適的基體樹脂

通常超高分子量聚乙烯(UHWMPE)是最耐磨的塑料之一,選擇UHWMPE可以較為簡單地提高材料耐磨性能。另外,高結晶、規整度高的塑料比較耐磨,硬度高的塑料更耐磨,由類似苯環這種大分子組成的塑料比較不耐磨,比如聚苯乙烯。在聚丙烯(PP)改性中,通常采用聚烯烴彈性體(POE)、三元乙丙橡膠(EPDM)、熱塑性動態硫化橡膠(TPV)(如動態硫化PP/EPDM)來增韌PP,而彈性體的加入一般會導致耐刮擦性能下降,因此選擇合適的彈性體非常重要,它們之間耐刮擦性能比較順序如下:TPV>EPDM>POE。

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02采用耐磨性好的填料

(1)二硫化鉬

二硫化鉬是主要用于尼龍塑料的一種耐磨添加劑。二硫化鉬的作用有如結晶劑,用以增加尼龍的結晶度,使尼龍材料產生一個較硬和較耐磨的表面。二硫化鉬對金屬有很高的親和力,一旦吸附在金屬表面,二硫化鉬的分子會填塞金屬表面上用顯微鏡才可看見的毛細孔,并使金屬表面變得更光滑,此點使二硫化鉬成為一個理想的耐磨添加劑用于尼龍與金屬互相摩擦的場合。

(2)石墨

石墨的化學結構為一個獨特的格子狀結構,此獨特的化學結構使石墨分子在受到很小摩擦力時會很容易地互相滑動,這種耐磨特性在有水的環境中尤其重要,因而石墨作為一種理想的耐磨添加劑用于很多置于水中的制件,如水鋪外殼、輪葉(impeller)和關封(Value seals)。

(3)玻璃纖維

玻璃纖維可使高分子間形成堅固的機械性結合,所以玻璃纖維可以提高熱塑性塑料結構的整體性并改善耐磨性。玻璃纖維提供補強可以提高塑料的熱傳導性和熱變形性,可以顯著改善塑料的耐負荷與耐磨能力。

(4)碳纖維

與玻璃纖維的情況相似,碳纖維能大幅改善材料結構的整體性、耐負荷與耐磨能力。和玻璃纖維不同的是碳纖維是一種較軟且刮損性較低的纖維,碳纖維不會刮傷與其摩擦的鐵質或鋼質的摩擦表面。

(5)芳香族聚酰胺纖維

芳香族聚酰胺纖維也是耐磨添加劑之一,與玻璃纖維和碳纖維不同,它是最軟和最無刮損性的纖維,此特性是芳香族聚酰胺纖維在耐磨應用的主要優點。

03添加合適的耐磨助劑

(1)聚四氟乙烯(PTFE)

PTFE的摩擦系數很低,在摩擦過程中PTFE分子會在零件表面形成潤滑薄膜。PTFE在摩擦力下有很好的潤滑性及耐磨性能,在高負荷應用中,PTFE是最佳的耐磨添加劑。這些高負荷應用包括液壓式活塞環封、推力墊圈。PTFE含量在非結晶性塑料中一般為15%、而在結晶性塑料中一般為20%。

(2)聚硅氧烷

聚硅氧烷液體是一種會遷移的耐磨添加劑,當加入熱塑性塑料中,該助劑會緩慢遷移到零件表面,并形成一層持續不斷的薄膜。聚硅氧烷的粘度逾低,其越能快速遷移到零件表面提供耐磨特性,但聚硅氧烷的粘度不能太低,否則容易揮發,并會很快地從零件中消失。

(3)爽滑劑

如油酸酰胺、芥酸酰胺等爽滑劑,當它們被加入到熱塑性塑料中時,會遷移到制件的表面產生一個臘層,在減少摩擦系數同時也降低刮痕的可見度,缺點是不能徹底改善表面發粘現象。


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