提高塑料耐磨性的增強材料

時(shí)間：2021年8月30日 點(diǎn)擊量：1479

      耐磨性是決定塑料應用領(lǐng)域和使用壽命的重要指標。為了減少塑料的摩擦磨損，可以選擇添加潤滑物質(zhì)或是增強物質(zhì)。
潤滑油有很多缺點(diǎn)，時(shí)間長(cháng)了油脂會(huì )發(fā)生老化，還需要經(jīng)常添加維護，且容易聚集灰塵碎屑，污染內部零件等。
因此添加增強物質(zhì)來(lái)增加塑料的耐磨性和自潤滑性成為了最優(yōu)選擇。
常見(jiàn)的添加劑和增強物質(zhì)有：聚四氟乙烯（PTFE）、二硫化鉬、超高分子量聚乙烯、硅、石墨、玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維等。

1、聚四氟乙烯（PTFE，鐵氟龍）
聚四氟乙烯（PTFE），俗稱(chēng)鐵氟龍，于1938年由杜邦發(fā)明。
PTFE幾乎不與任何物質(zhì)粘合，同時(shí)還具有自潤滑性，因此通常被用于防粘涂層。不粘鍋涂層就是PTFE的經(jīng)典應用。
PTFE微粉是專(zhuān)門(mén)用作添加劑的品種，是所有耐摩擦添加劑中摩擦系數最低的，在磨擦過(guò)程中PTFE微粉會(huì )在零件表面形成潤滑的薄膜。是高負荷應用中最佳的耐磨添加劑。最適當的PTFE添加量為非結晶性塑料含15%PTFE、而結晶性塑料含20%PTFE。

PTFE 微粉可應用于工程塑料、涂料、油墨、油漆、潤滑油、薄膜、橡膠等，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

2、二硫化鉬 
二硫化鉬（MoS2）是一種黑色有金屬光澤，觸之有滑膩感的粉末，二硫化鉬是重要的固體潤滑劑，特別適用于高溫高壓下，被譽(yù)為“高級固體潤滑油王”。在工程塑料領(lǐng)域主要用于尼龍塑料的耐磨添加劑。
尼龍66+MOS2 （灰黑色）：尼龍66/二氧化鉬與純樹(shù)脂相比，其剛性、硬度和尺寸穩定性有所提高，但抗沖擊強度有所下降，二硫化鉬的晶粒形成效果提高了結晶結構，使材料承載和耐磨性能均有提高。廣泛用于齒輪、軸承、密封圈、滑塊等。

3、石墨 
石墨的化學(xué)結構為一個(gè)獨特的格子狀結構。此獨特的化學(xué)結構使石墨分子在很小磨擦力上很容易地互相滑動(dòng)。此耐磨特性在有水的環(huán)境中尤其重要。此特性使石墨成為一種理想的耐磨性添加劑用于很多置于水中的應用，如水鋪外殼、輪葉(impeller)和關(guān)封(Valueseals)。

4、聚硅氧烷 
聚硅氧烷液體是一種會(huì )移行的耐磨添加劑.當加入熱塑性塑料中，該助劑會(huì )緩慢移行到零件表面，并形成一層持續不斷的薄膜。聚硅氧烷有很廣泛的粘度范圍。聚硅氧烷的粘度逾低，逾成流質(zhì)狀且速地移行到零件表面產(chǎn)提供耐磨特性。若聚硅氧烷的粘度太低，則在較易揮發(fā)，并會(huì )很快地從零件中移行消失掉。

5、玻璃纖維 
玻璃纖維是一種無(wú)機非金屬材料，主要以二氧化硅為原料，直徑在幾微米到二十幾微米。具有絕緣性好、耐熱性強、抗腐蝕性好、機械強度高的優(yōu)點(diǎn)。常常被用于塑料的增強材料。
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玻璃纖維雖然本身性脆、耐磨性差，但如果用于增強塑料，玻璃纖維可以提供高分子間堅固的機械性結合的功能，所以玻璃纖維可以增加熱塑性塑料結構的整個(gè)性并改善耐磨性。
玻璃纖維增強塑料可應用于各種機械零件如：水泵、水閥、軸承、軸套、齒輪、支架、托輥等。

6、碳纖維 
碳纖維是用粘膠絲、聚丙烯腈纖維和瀝青絲等為原料，在300~1000℃下碳化而成的。
與玻璃纖維的情況一素，碳纖維能大幅改善結構的整體性、耐磨性和耐負荷與耐磨擦速度之能力。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(huì )刮傷與其磨擦的鐵鋼質(zhì)或鋼質(zhì)的磨擦表面。
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碳纖維汽車(chē)前蓋
利用碳纖維具有自潤滑性的特點(diǎn)，碳纖維增強塑料可以做特殊用途的軸承、齒輪和活塞環(huán)。如航空儀表和磁帶錄音機用的無(wú)油潤滑軸承，電氣傳動(dòng)內燃機車(chē)用的無(wú)油潤滑齒輪(可避免滲漏油引起的事故)，壓縮機上的無(wú)油潤滑活塞環(huán)等。

7、芳香族聚酰胺纖維
芳香族聚酰胺纖維俗稱(chēng)芳綸，自20世紀60年代由美國杜邦（DuPont）公司成功研發(fā)。是一種新型高科技合成纖維，具有超高強度、高模量和耐高溫、耐酸耐堿、重量輕等優(yōu)良性能,其強度是鋼絲的 5～6倍。
芳綸纖維也是耐磨添加劑之一。相比于玻璃纖維和碳纖維，它是最軟和最無(wú)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(yōu)點(diǎn)，特別是在配合零件的表面對刮損性的纖維。