尼龍、聚甲醛等工程塑料具有與生俱來的耐熱和耐磨損性能,經常用于制造活動部件,例如軸承保持架、齒輪、減摩墊等。盡管如此,在工程塑料與樹脂、金屬等材料的接觸中,表面的磨損依然存在,這就要求在改性中添加各種助劑來降低材料的摩擦系數,提高耐磨性。
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常規解決方案美中不足
塑料的耐磨性能可通過不同的方法得到增強,最常規的解決方案是添加聚四氟乙烯(PTFE)。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,形成一層摩擦系數極低的類似涂層結構。
圖 聚四氟乙烯微粉
聚四氟乙烯通常的添加比例是10%-15%,由于添加量較高,帶來了明顯的問題——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;對材料物性和表觀影響較大。
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工程塑料耐磨改性的創新解決方案
超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)是一種高分子化合物,具有超強的耐磨性和自潤滑性,強度較高,化學性質穩定。但是超高分子量聚乙烯流動性極差、熔體指數幾乎為零,很難用一般的機械加工方法進行加工。
三井化學以特殊工藝開發出一款超高分子量聚乙烯LY1040,能夠直接與尼龍、POM等共混造粒,具有良好的相容性,這款材料為工程塑料的耐磨改性提供了一種優于PTFE的解決方案——在同等添加比例的情況下,磨耗遠低于后者;有效用量的降低也使得該配方具有成本優勢;相比于添加聚四氟乙烯材料出現的機械性能下降,經過超高分子量聚乙烯對材料的物性影響很小,成型后也擁有更好的外觀;另外,使用環保的聚烯烴材料也避免了氟相關的潛在健康和安全風險。
圖 超高分子量聚乙烯顆粒
圖 各種耐磨劑的性能對比
免責:以上性能并非保證值,僅供參考。具體性能對比,以實際測試為準。
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LY1040 vs PTFE
三井化學進行了大量的實驗測試,以對比LY1040與PTFE對摩擦系數、耐磨性能的影響。
以下以PA66為例,從物性、摩擦系數、磨損量三個維度考察LY1040的性能表現。
實驗顯示,LY1040可賦予PA66更優秀的摩擦系數和耐磨性能,同時對物性幾乎沒有影響。值得一提的是,本產品在PA6、PPA、PA12、POM等材料中都有良好的表現。隨著超高分子量聚乙烯的優異性能被越來越多的材料工程師所重視,LY1040的相關應用必將越來越廣泛,而這也為工程塑料的耐磨改性帶來無限可能。
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應用實例
上海沂慶貿易有限公司 (三井化學LY1040授權代理商) 俞銀杰 18918756760 郵箱:yuyinjie@acehmc.com.cn |
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如需進一步了解詳細信息,敬請蒞臨2018年國際橡塑展上海沂慶展位(4.2R19,4.2館)。
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