Chất độn và quân tiếp viện cung cấp một rào cản vật lý cho các hạt mài mòn, làm giảm sự thâm nhập của chúng vào ma trận polymer. Điều này giúp ngăn ngừa hao mòn. Một số vật liệu gia cố thường được sử dụng bao gồm:
Sợi tổng hợp: Có tính chất cơ học tuyệt vời giúp cải thiện đáng kể khả năng chống mài mòn. Ví dụ bao gồm sợi thủy tinh, carbon và aramid. Sợi thủy tinh cắt ngắn (ví dụ: sợi thủy tinh ngắn, định hướng ngẫu nhiên) có thể cải thiện khả năng chống ảnh hưởng và mài mòn.
Sợi tự nhiên: Có thể được thêm vào các polyme để cải thiện khả năng chống mài mòn và cung cấp một vật liệu bền vững hơn. Ví dụ bao gồm bông, lanh và các sợi tự nhiên khác.
Vảy thủy tinh: Chúng là các hạt phẳng, thon dài với khả năng chống mài mòn tuyệt vời và độ ổn định kích thước. Họ củng cố ma trận polymer và giảm ma sát bề mặt.
Silicon dioxide: Đây là một chất độn phổ biến với diện tích bề mặt cao và tính chất gia cố. Nó cải thiện khả năng chống mài mòn bằng cách cung cấp một hàng rào vật lý cho các hạt mài mòn và tăng cường sức mạnh cơ học của polymer.
Oxit nhôm: Có độ cứng và khả năng chống mài mòn tuyệt vời, làm cho nó trở thành một chất làm đầy lý tưởng cho các ứng dụng đòi hỏi độ bền cao.
Talc: Một khoáng chất mềm, bong tróc giúp cải thiện khả năng chống mài mòn bằng cách giảm ma sát và tăng cường độ mịn bề mặt của polyme
MICA: Đây là một khoáng chất silicat phân lớp với tính chất cơ học tuyệt vời và độ ổn định nhiệt giúp cải thiện khả năng chống mài mòn và ổn định kích thước.
Carbon Black: Đây là một chất làm đầy năng lượng màu cao với cả khả năng chống mài mòn và bảo vệ tia cực tím. Kích thước hạt mịn và diện tích bề mặt cao của nó giúp tăng cường hiệu suất của nó.
Chất bôi trơn
Chất bôi trơn làm giảm hệ số ma sát giữa bề mặt polymer và các hạt mài mòn, do đó giảm thiểu hao mòn.
Sáp: Giảm ma sát giữa bề mặt polymer và các hạt mài mòn. Ví dụ bao gồm parafin, sáp ong và các loại sáp khác.
Axit béo: hoạt động như chất bôi trơn và cải thiện tính chất xử lý. Ví dụ bao gồm axit stearic, axit oleic và các axit béo khác.
Silicones: Dầu silicon và mỡ cung cấp các đặc tính bôi trơn và giải phóng khuôn tuyệt vời.
Axit béo amit: Các hợp chất có nguồn gốc từ axit béo cải thiện khả năng xử lý polymer và giảm ma sát bên trong.
Chất bôi trơn polymer: Các polyme như polytetrafluoroetylen (PTFE) cung cấp ma sát thấp và khả năng chống mài mòn.
Đại lý liên kết ngang
Các tác nhân liên kết ngang tạo thành các mạng polymer mạnh hơn ít bị biến dạng và hao mòn. Điều này cải thiện khả năng chống mài mòn của vật liệu.
Peroxide: Các hợp chất hữu cơ bị phá vỡ để tạo thành các gốc tự do bắt đầu các phản ứng liên kết ngang. Các peroxit thông thường bao gồm benzoyl peroxide và diisopropyl benzen peroxide.
Nhựa Epoxy: Một hợp chất phản ứng tạo thành cấu trúc liên kết chéo khi trộn với một tác nhân bảo dưỡng thích hợp. Nhựa epoxy được sử dụng để tăng cường khả năng chống mài mòn của polyme.
Polytetrafluoroethylene (PTFE)
PTFE có hệ số ma sát thấp nhất của tất cả các chất phụ gia chống mặc quần áo. Các phân tử PTFE bị mài mòn trong quá trình ma sát tạo thành một màng bôi trơn trên bề mặt bộ phận. Nó cung cấp độ bôi trơn tốt và khả năng chống mài mòn dưới sự cắt ma sát.
PTFE là phụ gia mặc tốt nhất trong các ứng dụng tải cao. Các ứng dụng tải cao này bao gồm các niêm phong vòng piston thủy lực và vòng đệm lực đẩy. Hàm lượng PTFE tối ưu là 15% PTFE đối với nhựa vô định hình và 20% PTFE cho nhựa tinh thể.
Polysiloxan
Chất lỏng polysiloxane là phụ gia mặc di cư. Khi được thêm vào nhựa nhiệt dẻo, phụ gia từ từ di chuyển sang bề mặt một phần và tạo thành một màng liên tục. Polysiloxan có một loạt các độ nhớt, được đo bằng các trung tâm. Polysiloxan có độ nhớt rất thấp và sẽ di chuyển lên bề mặt bộ phận như một chất lỏng để cung cấp khả năng chống mài mòn. Nếu độ nhớt của polysiloxane quá thấp, nó sẽ biến động hơn và sẽ nhanh chóng biến mất khỏi phần.
Molybdenum disulfide
Tên phổ biến cho molybdenum disulfide là Mol Moly. Nó là một phụ gia hao mòn được sử dụng chủ yếu trong nhựa nylon. Molybdenum disulfide hoạt động như một tác nhân kết tinh để tăng độ kết tinh của nylon. Điều này tạo ra một bề mặt cứng hơn, chống mài mòn hơn trên vật liệu nylon. Nó có ái lực cao với kim loại. Sau khi được hấp phụ trên bề mặt kim loại, các phân tử của molybdenum disulfide lấp đầy micropores trên bề mặt kim loại, làm cho nó trơn hơn. Điều này làm cho molybdenum disulfide trở thành một chất phụ gia lý tưởng cho các ứng dụng trong đó nylon và kim loại cọ vào nhau.
Phụ gia thương mại khác
Một số chất phụ gia có thể sửa đổi các tính chất bề mặt của các polyme để làm cho chúng có khả năng chống mòn hơn. Một số phụ gia có sẵn trên thị trường giúp tăng cường hiệu suất của các polyme được mô tả dưới đây.
IRGASURF® SR 100 B: Cung cấp khả năng chống trầy xước và mài mòn tuyệt vời. Nó bôi trơn bề mặt và giảm khả năng hiển thị của các vết trầy xước. Liều lượng của nó thường là 1-3%.
Ampacet's ScratchShield ™: Có thể được sử dụng trên bao bì PET, chai và dạng tiền. Nó giúp chống trầy xước và mài mòn và cũng cung cấp các đặc tính chống trượt.
Silike® Lysi-306 từ Công nghệ Silicone Đô Đô: Đây là một công thức được tạo thành trong đó 50% polymer silicon UHMW được phân tán trong polypropylen (PP). Nó được sử dụng rộng rãi như một chất phụ gia có hiệu quả cao trong các hệ thống nhựa tương thích PP để cải thiện khả năng xử lý và chất lượng bề mặt, chẳng hạn như dòng nhựa tốt hơn, lấp đầy và giải phóng, mô-men xoắn ít đùn hơn, hệ số ma sát thấp hơn, và khả năng chống trầy xước và mài mòn cao hơn.
Silmaprocess của Silma: Những chất phụ gia này cải thiện khả năng chống mài mòn của nhựa cứng (PE, PP, PS, hông, PA, PET, v.v.) và cao su nhiệt dẻo (SBS/SEB, TPV, TPE, Copolyester, EPR/EPDM, EVA, POE, POE, TPU, v.v.). Chúng cũng cải thiện các tính chất bề mặt khác như độ mịn bề mặt, khả năng chống trầy xước và tính kỵ nước.
Cạnh tranh chống mài mòn polymer
Các polyme khác nhau có khả năng chống mài mòn khác nhau. Một số trong số chúng được mô tả dưới đây.
Nylon hoặc polyamide (PA) được biết đến với khả năng chống mài mòn tuyệt vời và cho các ứng dụng trong đó độ bền là quan trọng. Khả năng chống mài mòn cụ thể có thể thay đổi tùy thuộc vào loại và công thức của nylon. Nylon là một lựa chọn phổ biến cho đồ thể thao, ba lô và hành lý.
Epoxies cung cấp khả năng chống mài mòn cao hơn các polyme khác như polyurethan.
Polysiloxan có khả năng chống mài mòn cao hơn polyurethan.
Polyetylen (PE) có hệ số ma sát thấp hơn, cho phép nó trượt trên các bề mặt thay vì chà chúng.
Polyurethane (PU) có khả năng chống mài mòn thấp hơn epoxies và polysiloxan và không thể bảo vệ lớp phủ bên dưới. PU với máy đo tốc độ 90 bờ A có khả năng chống mài mòn cao hơn so với polyetylen trọng lượng phân tử cực cao (UHMWPE).
Polyvinyl clorua (PVC) có khả năng chống mài mòn vừa phải, nhưng hiệu suất của nó thay đổi tùy thuộc vào công thức và phụ gia cụ thể.
Polyetheretherketone (PEEK) là một loại nhựa nhiệt dẻo được biết đến với ma sát thấp tự nhiên và khả năng chống mài mòn và mệt mỏi. Độ bền và hiệu suất nổi bật của nó trong môi trường khắc nghiệt làm cho nó trở thành vật liệu được lựa chọn cho các thành phần trong một loạt các ngành công nghiệp
Polydicyclopentadiene (PDCP)
Polydicyclopentadiene (PDCPD) là một nguyên liệu thô nhựa có tính kháng mài mòn tuyệt vời và tính chất ma sát thấp. Nhựa nhiệt này là linh hoạt, nhẹ, chống va đập và chống ăn mòn.
Polyoxymetylen (POM) cung cấp ma sát thấp, khả năng chống mài mòn cao, sức mạnh và hiệu suất tuyệt vời trong các ứng dụng hao mòn. Độ bền kéo cao, sức đề kháng mệt mỏi và khả năng chống leo làm cho nó lý tưởng cho các bộ phận hiệu suất cao.
Polyester là một sợi tổng hợp với khả năng chống mài mòn tuyệt vời. Nó thường được sử dụng trong các thiết bị bọc ghế, áo khoác và ngoài trời.
