固體潤(rùn)滑劑
1、和金屬不同,聚合物材料的磨損過程基本上不涉及摩擦過程中的材質(zhì)氧化及電化學(xué)腐蝕,相對(duì)來說機(jī)理簡(jiǎn)單一些,但解決物性差異相當(dāng)巨大的聚合物材料耐磨性依然是充滿挑戰(zhàn)性。
2、從柔軟而充滿彈性的橡膠到剛度類似金屬的POM,從厚度2um的油墨涂層到制作大型閥門的PEEK,以微粉蠟和PTFE為代表的固體潤(rùn)滑劑,在這些領(lǐng)域中發(fā)揮著重要的作用。
如我們所知,非金屬材料的磨損主要是粘著磨損和磨粒磨損。粘著磨損是指相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),由于固相焊接,接觸點(diǎn)的材料由一個(gè)表面轉(zhuǎn)移到另個(gè)表面。
磨粒磨損是指硬質(zhì)顆?;蜉^硬材料上的微突體引起表面擦傷或表層材料脫落。
在工程塑料領(lǐng)域中,由于聚合物材料的導(dǎo)熱性普遍較差,在摩擦過程中產(chǎn)生的局部熱量比較容易達(dá)到工程塑料的熔點(diǎn)或者軟化點(diǎn),這時(shí)候固體之間的摩擦力變成和熔融聚合物對(duì)摩擦副對(duì)面固體的阻力,產(chǎn)生較大的粘著磨損,在電鏡下往往表現(xiàn)為魚鱗狀。
隨著PTFE微粉或?qū)訝顫?rùn)滑劑如二硫化鉬的加入,由于摩擦系數(shù)降低,摩擦力和摩擦熱均會(huì)減小,粘著磨損受到控制。在PTFE微粉添加量比較大時(shí),摩擦面之間的轉(zhuǎn)移膜變得比較光滑,體現(xiàn)出較好的耐磨損性,這時(shí)候的磨損方式主要是摩擦副對(duì)面固體對(duì)聚合物形成的磨粒磨損,在電鏡下往往表現(xiàn)為犁溝狀。
對(duì)于填充了玻纖的工程塑料,玻纖會(huì)在摩擦面上被碾碎形成新的磨粒,玻纖的技術(shù)指標(biāo)以及填充量,會(huì)對(duì)工程塑料的耐磨性產(chǎn)生較大的影響。
耐磨工程塑料的使用工況是非常重要的因素,使用溫度,載荷,摩擦速度,干濕條件均有很大關(guān)系。以PA6為例,在中等載荷時(shí)摩擦系數(shù)最大,在150度左右摩擦系數(shù)最大。
(試驗(yàn)是在室溫、水潤(rùn)滑條件下、在環(huán)形-塊式試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行)
(尼龍的摩擦系數(shù)與溫度的關(guān)系) 目前國(guó)內(nèi)改性耐磨工程塑料中,多為添加二硫化鉬,其耐磨機(jī)理是依靠其片狀的結(jié)晶結(jié)構(gòu),只能生產(chǎn)出黑色或灰色的制品,而且在有水存在的條件下,二硫化鉬由于吸水潤(rùn)滑性性會(huì)大大降低。而使用PTFE(聚四氟乙烯)微粉就能解決這樣的問題。
PTFE微粉具有較低的分子量,平均分子粒徑最細(xì)可達(dá)1.5微米左右,外觀為白色粉末,具有高分子量聚四氟乙烯樹脂的所有優(yōu)異性能,其突出特點(diǎn)表現(xiàn)在:顆粒成球型、粒子之間不粘結(jié)不結(jié)塊、分散性極好、粒徑小且均勻、比表面積大、體積密度低、吸油值高、分散在溶劑中粘度低,可以均勻地與其它粉末及液體狀材料共混。
PTFE微粉的使用可增強(qiáng)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(rùn)滑性能(用于工程塑料改性)
5)抗摩擦,抗磨損性能
微粉可以提高主體材料(即工程塑料、通用塑料、涂料、油墨、潤(rùn)滑油、薄膜、橡膠和潤(rùn)滑劑)的一些性能,即使少量加入也能產(chǎn)生效果。這是因?yàn)檫@些微粉能耐受惡劣加工條件的影響,而且在它們進(jìn)入主體樹脂后特性幾乎不變。
添加一定比例的PTFE微粉就可提供:
自潤(rùn)滑耐磨性能
更高的脫模性能
更快的加工速度
對(duì)于塑料而言,當(dāng)要求產(chǎn)品具有低摩擦、PV值和耐磨性能時(shí),則需要使用較高的含量。而在作為潤(rùn)滑劑(如油脂)中的增稠劑使用時(shí),也需要使用較高的微粉含量。PTFE填充配混料的加工條件與主體材料(如塑料、橡膠等)的相同。
南京天詩生產(chǎn)多種規(guī)格的
PTFE微粉,可適應(yīng)不同種類的耐磨工程塑料體系,從溫度較低的
POM到溫度很高的
PEEK均有相關(guān)應(yīng)用案例,同時(shí)還配備塑料耐磨實(shí)驗(yàn)機(jī)、高倍數(shù)顯微鏡等設(shè)備,可以協(xié)助客戶分析耐磨過程中遇到的各種問題。