В разнообразных областях применения пластиковых изделий износостойкость является важнейшим показателем эффективности, существенно влияющим как на удобство использования, так и на срок службы пластиковых компонентов. Поскольку пластики всё чаще используются в автомобилестроении, машиностроении, электронике и других отраслях промышленности, повышение их износостойкости становится всё более важным. Для эффективного снижения трения и износа обычно используются два основных метода: добавление смазочных веществ и включение армирующих материалов. В результате применение армирующих материалов для повышения износостойкости и самосмазывания стало предпочтительным решением в отрасли. Ниже мы рассмотрим семь наиболее часто используемых наполнителей, повышающих износостойкость пластиков.
Хотя смазочные материалы могут в некоторой степени снизить трение, они обладают существенными недостатками. Со временем качество масел может ухудшаться, что снижает их смазывающую способность. Кроме того, они требуют регулярного обслуживания и повторного нанесения, что увеличивает эксплуатационные расходы и трудозатраты. Более того, смазочные материалы склонны притягивать пыль и мусор, что приводит к загрязнению внутренних деталей и потенциальному выходу оборудования из строя.
1. Политетрафторэтилен (ПТФЭ, тефлон)
ПТФЭ, открытый компанией DuPont в 1938 году, широко известен как тефлон. Он обладает исключительными антипригарными свойствами и превосходной самосмазывающейся способностью, что делает его идеальным для антипригарных покрытий, например, для кухонной посуды.
Микропорошок ПТФЭ, являясь износостойкой добавкой, обладает самым низким коэффициентом трения среди всех антифрикционных добавок. Он образует гладкую смазывающую пленку на поверхностях деталей, эффективно снижая износ, особенно в условиях высоких нагрузок. Оптимальное соотношение добавления составляет 15% для аморфных пластиков и 20% для кристаллических пластиков. Микропорошок ПТФЭ широко используется в конструкционных пластиках, покрытиях, чернилах, смазочных материалах и резине для повышения износостойкости, стойкости к царапанию и антипригарных свойств, а также для улучшения общей смазываемости. Например, детали из полиоксиметилена (POM), армированные ПТФЭ, демонстрируют превосходную износостойкость и длительный срок службы.
2. Дисульфид молибдена
Дисульфид молибдена (MoS₂) — тёмный порошок твёрдой смазки с металлическим блеском и гладкой текстурой. Он исключительно хорошо работает при высоких температурах и давлении, поэтому его часто считают твердым смазочным материалом высшего класса.
В конструкционных пластиках он в основном используется для армирования нейлона. Например, нейлон 66, смешанный с MoS₂, демонстрирует улучшенную жёсткость, твёрдость и размерную стабильность по сравнению с чистой смолой. Кристаллическая структура MoS₂ повышает несущую способность материала и его износостойкость. Несмотря на возможное небольшое снижение ударной вязкости, он широко используется в зубчатых передачах, подшипниках, уплотнениях и направляющих для снижения износа и повышения эксплуатационной надёжности.
3. Графит
Графит имеет слоистую структуру решетки, что позволяет его молекулам легко скользить при минимальном трении. Это свойство особенно ценно во влажных средах, где вода может усиливать трение.
В качестве износостойкой добавки графит часто применяется в деталях, контактирующих с водой, таких как корпуса насосов, рабочие колеса и уплотнители клапанов. Он значительно повышает износостойкость пластиков во влажных или подводных условиях, снижая потребность в техническом обслуживании и продлевая срок службы.
4. Полисилоксан
Полисилоксан — мигрирующая износостойкая добавка. При добавлении в термопласты он постепенно мигрирует к поверхности, образуя сплошную защитную пленку.
Вязкость полисилоксана определяет его эксплуатационные характеристики: более низкая вязкость обеспечивает более быструю миграцию и лучшую износостойкость. Однако, если вязкость слишком жидкая, полисилоксан может испаряться или мигрировать слишком быстро, что снижает его эффективность. Выбор правильной вязкости крайне важен для оптимальной эффективности.
5. Стекловолокно
Стекловолокно — неорганический материал, изготовленный преимущественно из диоксида кремния. Оно обладает высокой прочностью, термостойкостью и коррозионной стойкостью.
Несмотря на свою хрупкость, он значительно укрепляет пластиковые конструкции, обеспечивая механическую связь между молекулами полимера. Эта интеграция повышает структурную целостность и износостойкость. Его широко используют в насосах, клапанах, подшипниках, зубчатых передачах и опорах для повышения долговечности и несущей способности.
6. Углеродное волокно
Углеродное волокно получают путём карбонизации органических прекурсоров при высоких температурах. Как и стекловолокно, оно улучшает структурную целостность, износостойкость и грузоподъёмность.
Однако он мягче и менее абразивен, чем стекловолокно, что делает его пригодным для применения там, где необходимо избегать царапин на поверхности. Благодаря своим самосмазывающимся свойствам он идеально подходит для безмасляных подшипников, шестерён и поршневых колец в высокотехнологичных областях применения, таких как аэрокосмическая промышленность и прецизионная техника.
7. Арамидное волокно (кевлар)
Арамидное волокно, разработанное компанией DuPont в 1960-х годах, — это высокопрочное синтетическое волокно с превосходной термо- и химической стойкостью. Оно в пять-шесть раз прочнее стали.
Как износостойкая добавка, он мягче и менее абразивен, чем стекловолокно или углеродное волокно. Он особенно полезен в тех случаях, когда защита поверхности критически важна. Например, в сочетании со сверхвысокомолекулярным полиэтиленом он используется в тактических шлемах для повышения износостойкости и поглощения ударов.
Эпическая Порошковая Машина
Имея более чем 20-летний опыт работы в отрасли производства ультратонких порошков, Эпическая Порошковая Машина Мы стремимся развивать будущее переработки ультратонких порошков. Мы специализируемся на дроблении, измельчении, классификации и модификации ультратонких порошков для удовлетворения различных промышленных потребностей.
Связаться с нами Получите бесплатную консультацию и индивидуальные решения уже сегодня. Наша команда экспертов стремится предоставлять высококачественные продукты и услуги, которые максимально повышают эффективность ваших процессов переработки порошков. Эпический порошок—Ваш надежный партнер в области обработки порошков.