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抗磨添加劑及其作用機理

石墨具有良好的組潤滑性、耐高溫性、線膨脹系數(shù)非常小,能明顯改善注塑加工制品的壓縮蠕變性和尺寸穩(wěn)定性,又可以提高極限PV值和導熱性。二硫化鉬具有低的摩擦系數(shù)和良好的潤滑性,添加能明顯改善尼龍的摩擦磨損性能,增加表面硬度,防止磨損。青銅粉具有優(yōu)異的導熱性,可改善尼龍的機械強度、硬度,并明顯改善其耐磨性、蠕變性和尺寸穩(wěn)定性。
 
采用復合潤滑抗磨體系是有效的,以主抗磨添加劑為主,添加一些潤滑劑、結晶成核劑是十分必要的。成核劑對提高尼龍的抗磨性的貢獻就在于成核劑的加入,促進了尼龍晶格的生成與成長速度、晶格的細化。從而在一定程度上,提高了尼龍的表面速度。MoS2不僅有很好的抗磨作用,還有一定的增強作用。在PA66中加入1.5-2.5%可有效的改善PA66的摩擦磨耗特性。MoS2對PA66有成核作用,能促進PA66的結晶的細微化,提高PA66的剛性與硬度,在滑動過程中起到固體潤滑劑的作用。
 
加入碳纖維能使尼龍的許多性能得到改善,尤其是耐磨性、耐蠕變性得到大幅度提高。玻璃纖維能使尼龍的磨損壽命得到大幅度提高,玻璃纖維與碳纖維并用可在提高性能的同時,相應降低成本。聚苯拉伸強度、硬度、耐磨性、耐熱性都好,而且質地硬而細密,制件光潔度高。聚四氟乙烯耐磨性優(yōu)異,能顯著提高尼龍的抗摩擦磨損性能。長碳鏈脂肪族潤滑脂、酰胺類潤滑劑如EBS,是尼龍優(yōu)良的潤滑劑。
 
根據(jù)摩擦磨損原理,磨損與基材特性,如相對分子質量大小、結晶度及結晶形態(tài)有關,與材料的硬度有關,與滑動速度、壓力有關。那么制備耐磨材料的基本思想是設法提高材料的硬度、改善機體的結晶結構、增加基材的潤滑性等方面研究。
 
抗磨添加的選擇,抗磨添加劑的選擇主要考慮摩擦系數(shù)很小、與尼龍有一定的相容性、表面硬度高或潤滑性高的物質,同時還有不以犧牲基材力學性能為前提。助劑的配置,單一的抗磨添加劑還不能完全有效的提高尼龍的耐磨性,正如前面提到的那樣,尼龍的摩擦磨損過程是個復雜的綜合作用。
 
能有效的降低材料摩擦系數(shù)的物質,這類物質的潤滑作用可以使材料表面的摩擦阻力變小,相當于降低了材料表面所受到壓應力和拉應力,因此對抑制疲勞裂紋或粘著破壞的發(fā)生有較大的貢獻。本身對基體樹脂并無明顯的減磨效果或自潤滑效果的物質,但他們可以和兩兩類物質產生協(xié)同作用,有助于提高和改善材料的耐磨損性和組潤滑性。
 
就某種潤滑劑而言,他們的作用機制既不是單一的也不是一成不變的,因基體樹脂種類的不同有時可以有較好的減磨效果或潤滑效果,有時則會完全喪失作為潤滑劑的作用。這主要取決于和基體樹脂及摩擦副之間的相互作用。研究中發(fā)現(xiàn)在減少基體樹脂和潤滑劑分子間的相互作用的前提下,基體高分子結晶過程中對異分子的排斥作用,有助于提高注塑加工材料的摩擦磨損性能。
 
抗磨添加劑主要是具有潤滑作用的有機高分子化合物,從其作用效果劃分,大概可以分為三大類。對基體樹脂起到良好的減磨效果的物質,這類物質有時不僅不能降低材料的摩擦系數(shù)反而會使其增大,但他們將因具有限制磨粒嵌入深度的作用,具有抑制結晶性工程塑料表面結晶取向層生成作用或具有自愈合的作用等,可以較好的抑制犁切裂紋的發(fā)生,而抑制犁切裂紋的發(fā)生也意味著在很大程度上避免了疲勞破壞和粘著破壞。
 
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