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提高聚酰胺耐磨性的有機硅和聚四氟乙烯填充物性對比

文章出處:徐州騰飛工程塑料有限公司   發布時間:2018-07-06 10:32:39    點擊數:-   【
聚酰胺材料的防滑和耐磨性能可通過不同的途徑得到增強,迄今為止,最常規的方法是聚四氟乙烯(PTFE)添加劑。在磨損狀況下,聚四氟乙烯被暴露出來,隨著摩擦的過程在表面鋪展開,形成一層摩擦系數(COF)極低的類似涂層結構。

有機硅和聚四氟乙烯對比分析:

徐州騰飛工程塑料有限公司介紹:有機硅是否可以成功地取代或部分取代聚四氟乙烯。在GF-聚酰胺6復合材料中,以添加15%重量份聚四氟乙烯的樣品位基準,與添加3.3%重量份有機硅的樣品進行對比進行了以下測試:耐磨性:測量材料表面輪廓(形貌),確定其粗糙度;動態摩擦系數:測量運動過程中的防滑性能;摩擦系數隨時間的變化:顯示測試過程中添加劑性能的穩定性,可以較好地反映部件壽命期內添加劑的效率或行為;以及機械性能(抗沖擊性、拉伸強度)和加工性能(螺旋流動和擠出扭矩)。

騰飛耐磨聚酰胺


摩擦性能:

用摩擦磨損試驗機測量注塑樣品的動態摩擦系數。對磨材料為直徑為10mm的鋼球。測試按照ASTM G133標準第三部分進行。測試顯示,有機硅色母粒樣品的動態摩擦系數可以與含15%重量份聚四氟乙烯的基準樣相媲美。根據動態摩擦系數測試之后,測試耐磨性能。使用儀器為表面測試儀。刮痕深度用最大深度(微米)表示。如摩擦系數測試的結果一致,有機硅色母粒樣品的的耐磨性能與添加聚四氟乙烯的基準樣水平相當。掃描電子顯微鏡(SEM)圖片顯示,不論是含有聚四氟乙烯的樣品還是有機硅制備的樣品,GF-聚酰胺6復合材料在測試后的表面都非常光滑。在微米尺度上,兩個樣品的耐磨表現旗鼓相當。

從測量動態摩擦系數的設備上,也可以測得摩擦系數隨時間的變化。有機硅添加劑起效比聚四氟乙烯快(即刻有效與800秒后起效)。含有有機硅色母粒樣品的摩擦系數幾乎立即達到了穩定,但聚四氟乙烯樣本起始時摩擦系數較高,隨著摩擦時間的延長緩慢降低,至穩定工作狀態。

機械性能:

拉伸強度和模量的測試根據ISO 527-2 1a類標準所示的牽引方法??箾_擊性能根據ISO 179-2標準測試。80 x 10 x 4 mm的測試樣條從注塑得到的啞鈴型拉伸樣條上截取。使用聚四氟乙烯的GF-聚酰胺6樣品,可觀察到材料變脆的趨勢,具體的表現是:拉伸模量略有增加,斷裂伸長減小,抗沖擊強度下降。而添加有機硅色母粒得樣品幾乎可以100%保持GF-聚酰胺6復合材料的機械性能水平。

可加工性能:

扭矩可以直接在樣品制備過程中,從Brabender同向旋轉雙螺桿擠出機(D20,L/D40)加工參數中獲得。與含有聚四氟乙烯的對照樣品加工時的扭矩36 Nm相比,采用有機硅助劑的樣品扭矩較?。?3 Nm)、螺旋流動率增加約30%,加工性能得到改善。較低的扭矩有利于提高擠出機生產效率,高流動性有助于滿足薄壁和復雜部件的設計需求。

密度:

含有聚四氟乙烯和含有機硅色母粒的GL-聚酰胺6混料,兩者的密度都通過浸水法測得。由于基準樣中15%重量份的PTFE被3.3%重量份的有機硅色母粒取代,含有機硅色母粒樣品密度比含有聚四氟乙烯的基準樣低10%。

聚四氟乙烯多年來被用于尼龍聚合物及其復合材料改進摩擦性能,但由于有效添加量較高,也帶來明顯的問題:密度高,影響部件重量和成本;流動性能降低,限制了部件設計和注射成型產率等。新一代有機硅基添加劑提供了聚四氟乙烯之外的另一個方法,在添加量較低的情況下,摩擦系數和耐磨性能與后者相當。有效用量的降低避免了使用聚四氟乙烯材料會出現的機械性能下降,也使得有機硅技術的具有成本優勢。先進的有機硅添加劑帶來的高流動性提升了設計自由度,加工過程中的低扭矩則提高了加工性能。另外,有機硅技術也避免了氟相關的潛在健康和安全風險。綜上所述,有機硅色母粒與可賦予尼龍樹脂及其復合材料更優秀的摩擦系數和耐磨性能,同時不會犧牲機械性能、加工性能、密度和安全性。

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