干貨：如何提高塑料耐刮擦、耐磨性

2020-02-26 09:23:05 來(lái)源：廢塑料新觀察閱讀量：17478 評(píng)論

導(dǎo)讀：如何提高塑料耐刮擦、耐磨性？

　　【塑料機(jī)械網(wǎng) 技術(shù)學(xué)堂】如何提高塑料耐刮擦、耐磨性？

　　選擇合適的基體樹脂

　　通常超高分子量聚乙烯(UHWMPE)是耐磨的塑料之一，選擇UHWMPE可以較為簡(jiǎn)單地提高材料耐磨性能。另外，高結(jié)晶、規(guī)整度高的塑料比較耐磨，硬度高的塑料更耐磨，由類似苯環(huán)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(dòng)態(tài)硫化橡膠(TPV)(如動(dòng)態(tài)硫化PP/EPDM)來(lái)增韌PP，而彈性體的加入一般會(huì)導(dǎo)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。

　　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(jié)晶劑，用以增加尼龍的結(jié)晶度，使尼龍材料產(chǎn)生一個(gè)較硬和較耐磨的表面。二硫化鉬對(duì)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(huì)填塞金屬表面上用顯微鏡才可看見的毛細(xì)孔，并使金屬表面變得更光滑，此點(diǎn)使二硫化鉬成為一個(gè)理想的耐磨添加劑用于尼龍與金屬互相磨擦的場(chǎng)合。

　　(2)石墨

　　石墨的化學(xué)結(jié)構(gòu)為一個(gè)獨(dú)特的格子狀結(jié)構(gòu)，此獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)使石墨分子在受到很小摩擦力時(shí)會(huì)很容易地互相滑動(dòng)，這種耐磨特性在有水的環(huán)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(guān)封(Value seals)。

　　(3)玻璃纖維

　　玻璃纖維可使高分子間形成堅(jiān)固的機(jī)械性結(jié)合，所以玻璃纖維可以提高熱塑性塑料結(jié)構(gòu)的整體性并改善耐磨性。玻璃纖維提供補(bǔ)強(qiáng)可以提高塑料的熱傳導(dǎo)性和熱變形性，可以顯著改善塑料的耐負(fù)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(jié)構(gòu)的整體性、耐負(fù)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(huì)刮傷與其摩擦的鐵質(zhì)或鋼質(zhì)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，它是軟和無(wú)刮損性的纖維，此特性是芳香族聚酰胺纖維在耐磨應(yīng)用的主要優(yōu)點(diǎn)。

　　添加合適的耐磨助劑

　　(1)聚四氟乙烯(PTFE)

　　PTFE的摩擦系數(shù)很低，在摩擦過(guò)程中PTFE分子會(huì)在零件表面形成潤(rùn)滑薄膜。PTFE在摩擦力下有很好的潤(rùn)滑性及耐磨性能，在高負(fù)荷應(yīng)用中，PTFE是的耐磨添加劑。這些高負(fù)荷應(yīng)用包括液壓式活塞環(huán)封、推力墊圈。PTFE含量在非結(jié)晶性塑料中一般為15%、而在結(jié)晶性塑料中一般為20%。

　　(2)聚硅氧烷

　　聚硅氧烷液體是一種會(huì)遷移的耐磨添加劑，當(dāng)加入熱塑性塑料中，該助劑會(huì)緩慢遷移到零件表面，并形成一層持續(xù)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(fā)，并會(huì)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(dāng)它們被加入到熱塑性塑料中時(shí)，會(huì)遷移到制件的表面產(chǎn)生一個(gè)臘層，在減少摩擦系數(shù)同時(shí)也降低刮痕的可見度，缺點(diǎn)是不能徹底改善表面發(fā)粘現(xiàn)象。

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