Почему мы должны улучшить устойчивость к износу пластмассы?
В обширных областях применения пластиковых изделий износостойкость является ключевым показателем производительности, который играет решающую роль в диапазоне приложений и срока службы пластмасс

Поскольку пластмассы широко используются в автомобильном производстве, машиностроении, электронных устройствах и многих других областях, повышение их износостойкости становится все более важным Чтобы эффективно уменьшить трение и износ во время использования пластмасс, в настоящее время существуют два основных подхода: Добавление смазочных веществ и укрепляющих материалов

Однако в то время как смазки могут в некоторой степени уменьшить трение, у них есть несколько недостатков

Со временем смазки склонны к старению, что приводит к снижению эффективности смазки, и они требуют регулярного добавления и обслуживания Это не только увеличивает эксплуатационные расходы и рабочую нагрузку на техническое обслуживание, но также легко накапливает пыль и мусор, что может загрязнять внутренние детали и влиять на нормальную работу оборудования Следовательно, добавление армирующих материалов для улучшения износостойкой устойчивости и самосмазывания свойств пластмасс постепенно стало предпочтительным выбором в отрасли

Теперь давайте поближе посмотрим на Семь распространенных армирующих материалов, используемых для улучшения износостойкости пластмасс.

Политетрафторэтилен (PTFE, тефлон)

Дисульфид молибдена (MOS ●)

Графит

Графит имеет уникальную химическую структуру, расположенную в схеме решетки Именно эта отдельная структура позволяет графитовым молекулам легко скользить друг на друга с минимальным трением Эта устойчивая к износостойкой характеристике особенно важна в водной среде, так как наличие молекул воды увеличивает трение между материалами Специальная структура графита эффективно снижает это трение

Благодаря этому свойству графит является идеальной износостойкой добавкой и широко используется в различных применениях, погруженных в воду, такие как корпуса водяного насоса, полеты и уплотнения клапанов В этих приложениях графит значительно повышает устойчивость к износу пластмасс в водной среде, обеспечивая долгосрочную стабильную работу связанного оборудования в суровых, влажных и богатых водяных условиях Это снижает частоту обслуживания и замены, тем самым снижая затраты на использование

Полисилоксан

Полисилоксановая жидкость является устойчивой к износостойкой добавке При добавлении в термопластичные материалы он медленно мигрирует на поверхность детали, образуя непрерывную тонкую пленку Эта тонкая пленка действует как невидимая «броня», эффективно защищая часть от внешнего трения и износа Полисилоксан имеет широкий спектр вязкости Как правило, чем ниже вязкость полисилоксана, тем более жидкостью он становится, что позволяет ему быстрее мигрировать на поверхность детали и обеспечить лучшую стойкость к износу

Однако, если вязкость слишком низкая, она может легче испариваться из детали и быстро исчезнуть, уменьшая его устойчивый к износу Следовательно, при выборе полисилоксана в качестве добавки его вязкость должна тщательно контролироваться на основе конкретных требований и условий применения, чтобы обеспечить оптимальную производительность сопротивления износа

Стеклянное волокно

Стеклянное волокно представляет собой неорганический, неметаллический материал, в основном из кремнезема, с диаметром, обычно от нескольких микрон до более чем двадцати микрон Стеклянное волокно обладает отличными изоляционными свойствами, высокой теплостойкостью, сильной коррозионной стойкостью и высокой механической прочностью Эти свойства делают его обычно используемым в качестве армирования в пластмассах Хотя сама стеклянное волокно является хрупким и имеет плохую стойкость к износу, оно играет уникальную роль при усилении пластмасс

Стеклянное волокно обеспечивает прочную механическую связь между полимерами, такими как строительство прочного моста в молекулярной структуре пластика, плотно соединяя отдельные молекулы вместе Это увеличивает общую целостность термопластичной структуры и значительно повышает его устойчивость к износу

Пластмассы из стекловолокна широко используются в различных механических частях, таких как водяные насосы, водяные клапаны, подшипники, рукава вала, шестерни, опоры и ролики В этих приложениях пластмассы, армированные стеклянными волокнами, могут противостоять значительному механическому напряжению и трения, гарантируя, что детали сохраняют хорошую производительность в течение длительной работы, значительно повышая эффективность и срок службы механического оборудования

Углеродное волокно

Углеродное волокно изготавливается из таких материалов, как вискозная нить, полиакрилонитрильные волокна и асфальтовые волокна, которые карбонизируются при температурах в диапазоне от 300 до 1000 ° C Подобно стеклянному волокну, углеродное волокно может значительно улучшить общую целостность, износостойкость, а также устойчивость к трению пластиковых конструкций

Однако, в отличие от стеклянного волокна, углеродное волокно представляет собой более мягкое и менее абразивное волокно, которое предотвращает царапинут железные или стальные поверхности во время использования Используя свои свойства самосмения, пластики с углеродными волокнами играют важную роль в производстве компонентов специального назначения, таких как безматные смазываемые подшипники для авиационных инструментов и кассет-рекордов, без масляных смазочных шестерни для электрических дизельных локомотивов (для предотвращения авафрованных, вызванных нефтью), и бесплатные наматываемые намоточки на нефтяных наборах

Эти приложения не только полностью используют устойчивые к износу свойства пластмассы, армированных углеродным волокном, но и используют преимущества его самосмазывания, снижая необходимость в затратах на смазочное нефть и техническое обслуживание при повышении безопасности и надежности оборудования

Арамидное волокно (ароматическое полиамидное волокно)

Aramid Fiber, широко известное как кевлар, представляет собой новое высокотехнологичное синтетическое волокно, успешно разработанное DuPont в 1960-х годах Арамидное волокно может похвастаться исключительными свойствами, такими как ультра-высокая прочность, высокая модуль, высокая температурная устойчивость, сопротивление кислоты и щелочи и легкий вес, с прочностью в 5-6 раз больше, чем у стальной проволоки Aramid Fiber также является отличной износостойкой добавкой По сравнению со стеклянными и углеродными волокнами, это самое мягкое и наименьшее абразивное волокно

Эта характеристика дает Aramid Fiber уникальное преимущество в износостойких применениях, особенно в тех случаях, когда поверхностная истирание сопряженных частей является проблемой Например, при изготовлении тактических шлемов, изготовленных из полиэтилена арамида/высокой молекулярной массы, применение арамидного волокна не только повышает сопротивление износу шлема, но также гарантирует, что оно может эффективно рассеивать энергию при воздействии, защищая безопасность пользователя.