一些塑料磨損很快，而另一些則在惡劣條件下能長期使用，這是由于磨損程度不同造成的。

 

      聚合物中的磨損是指由于摩擦和磨粒的作用而引起的材料表面的磨損或侵蝕。它可能導致材料損失、表面損壞或聚合物性質發生變化，你可以使用耐磨材料來應對這個問題。

 

      耐磨性的原理涉及抵抗因摩擦或磨粒而導致材料去除的能力。這種抵抗力受材料硬度、韌性和表面特性的影響。通過選擇正確的材料配方和制造方法可以最大限度地提高耐磨性，例如：

 

      用填料增強：添加玻璃纖維或礦物質可提高硬度。

 

      表面處理：電鍍或涂層可改善表面屏障。

 

      退火：熱處理可優化強度和光滑度。

 

      優質成型：恒定的溫度和精密的工具可增加材料密度。

 

 

 

      一、耐磨還要分不同類型？

 

      耐磨性是指材料承受因反復摩擦、滑動或刮擦等機械作用而導致的表面體積逐漸減小的能力。耐磨性分為濕磨和干磨兩種類型。下面將對這兩種類型進行解釋。

 

      1、干磨

 

      干磨損是指干燥的研磨材料與聚合物表面摩擦（圖 1）。這種磨損常見于聚合物暴露于固體顆粒（如沙子、灰塵或污垢）的應用中。

 

 

圖 1：ASTM G65 干砂橡膠輪磨損試驗示意圖

 

      2、濕磨

 

      濕磨涉及在磨蝕過程中存在液體，例如水或潤滑劑。液體可以充當磨料顆粒的載體，也可以軟化聚合物表面，使其更容易磨損（圖 2）。

 

 

圖 2：ASTM G105 濕砂/三體磨損試驗裝置示意圖

 

      3、根據磨損類型比較聚合物樣品

 

      使用干砂（G 65）和砂漿（G 105）方法測試了三種不同樣品的耐磨性。圖 3 顯示了通過兩種不同的測試方法對每個樣品的質量損失。砂漿法比干砂測試法顯示出更多的質量損失。因此，測試方法在評估耐磨性行為方面可以產生很大的不同。

 

 

圖 3：樣品 9 的干砂與砂漿磨損試驗對比

 

      二、如何評估塑料耐磨性？有哪些測試方法

 

      耐磨性通常以質量損失、體積損失或磨損深度來衡量，所用單位取決于具體的測試方法。不過，常用的單位包括下面幾種：

 

      質量損失：克/1000 次循環

 

      體積損失：立方厘米/1000 次循環

 

      磨損深度：毫米/1000 次循環

 

      耐磨性公式可能因具體測試方法和所需測量單位而異。但是，一種常見的方法是計算每單位磨損的質量損失或體積損失率。

 

      許多測試方法都用于評估塑料的耐磨性。這些測試測量聚合物抵抗摩擦和磨損引起的磨損的能力。下面將解釋其中一些。

 

      1、泰伯磨耗試驗

 

      Taber 旋轉平臺磨耗儀是歷史悠久的行業標準測試儀。Taber 磨耗是一種常用方法，使用帶有砂紙的旋轉輪來模擬磨損，該方法通過砂輪和砝碼的作用來確定不同聚合物的耐磨性。通過選擇合適的砂輪和砝碼進行測試，可以對其進行修改以滿足各種情況，進行 Taber 磨耗測試的標準方法是：

 

      ASTM D1044—透明塑料耐磨性的標準測試方法

 

       ISO 9352 —塑料—耐磨性的測定

 

      2、沙子/橡膠輪磨損試驗

 

      砂橡膠輪磨損試驗是一種評估材料耐磨性的標準化方法。將樣品壓在旋轉的橡膠輪上，同時沙子在它們之間流動，它測量隨時間推移的體積損失。該方法使用相關標準，例如：

 

      ASTM G65—使用干砂/橡膠輪裝置測量磨損的標準測試方法

 

       ISO 28065—橡膠覆蓋磨輪—耐磨性的測定

 

      3、劃痕試驗

 

      磨損測試中的劃痕測試可評估材料抵抗因刮擦或摩擦其他表面而造成的磨損的能力。

 

      ASTM D7027—13—使用線性劃痕試驗儀評估聚合物涂層和油漆的耐劃痕性的標準測試方法。使用帶有錐形或球形壓頭的線性劃痕試驗儀測量耐劃痕性。

 

     ISO 20502—塑料—耐刮擦性—第 1 部分：一般要求和測試條件。提供評估耐刮擦性的一般要求和測試條件。

 

     ISO 19252—塑料—耐劃痕性能的測定

 

      4、馬丁代爾磨損試驗

 

      是指按照馬丁代爾標準體系對紡織產品進行測試，通過試驗來檢測織物的耐磨性。耐磨性是指織物在與其他材料反復摩擦過程中，對其他材料的抵抗力。抗起毛起球性

 

      是紡織產品的一項重要質量指標，直接影響產品的耐用性和應用效果。馬丁代爾耐磨試驗機用于測試織物的耐磨性和抗起毛起球性。一些測試方法包括：

 

      ISO12947.2——用馬丁代爾法進行織物耐磨起球試驗第 2 部分：試樣破損的測量。

 

      ISO12947.3——用馬丁代爾法進行織物耐磨起球試驗第 3 部分：質量損失測量。 

 

      ISO12947.4——用馬丁代爾法進行織物耐磨起球試驗第 4 部分：外觀變化的測量。

 

      三、影響塑料耐磨性的因素

 

      有多種因素會影響聚合物的耐磨性。以下部分將詳細說明這些因素。

 

      1、聚合物結構

 

      聚合物的分子結構對其耐磨性有顯著影響。影響聚合物結構的關鍵因素如下。

 

      A、結晶度

 

      高結晶性聚合物由于其剛性結構和抗變形能力，通常具有更好的耐磨性。另一方面，非晶態聚合物更容易磨損。

 

      B、分子量

 

      分子量較高的聚合物通常具有較強的分子間作用力，從而提高耐磨性。然而，分子量過大也會使聚合物變脆。這會對其耐磨性產生負面影響。

 

      C、分枝

 

      與線性聚合物相比，支鏈聚合物的耐磨性較差。這是因為支鏈會破壞聚合物的鏈結構并降低其強度。

 

      D、交聯

 

      交聯聚合物具有更剛性的網絡結構，可提高耐磨性。交聯可以通過化學反應或添加交聯劑來實現。

 

      2、添加劑

 

      添加劑對聚合物的耐磨性有顯著影響，常見的添加劑有：

 

      A、增強填料和纖維

 

      可以通過為磨料顆粒提供物理屏障和增強聚合物基質來提高耐磨性。例如，二氧化硅、氧化鋁和滑石粉等無機材料。纖維和顆粒可以通過提供額外的強度和剛度來增強耐磨性。

 

      B、潤滑劑

 

      潤滑劑減少聚合物表面和磨料顆粒之間的摩擦可提高耐磨性。

 

      C、抗氧化劑

 

      抗氧化劑可以保護聚合物免受氧化過程引起的降解，降解會降低其耐磨性。

 

      D、紫外線穩定劑

 

      紫外線穩定劑可以保護聚合物免受紫外線輻射引起的降解，這也會影響耐磨性。

 

      添加劑的用量或濃度會影響耐磨性的改善程度。混合、混煉和成型條件等加工條件會影響添加劑的分散性和有效性。

 

      3、環境因素

 

      一些環境因素會影響材料的性能，包括：

 

      A、溫度

 

      高溫會加速聚合物的降解，降低其耐磨性。低溫還會影響聚合物的性質，例如其柔韌性和硬度，從而影響其耐磨性。但是，如果硬質材料缺乏其他必要的特性，則不一定具有很高的耐磨性。例如，HDPE 比 PVC 更軟，但 HDPE 的耐磨性要好得多。

 

      B、濕度

 

      濕度會影響聚合物的性質，例如其吸濕性和膨脹性，從而影響其耐磨性。

 

      C、化學品

 

      接觸化學物質會導致聚合物降解，從而降低耐磨性。所涉及的特定化學物質及其濃度會影響降解程度。

 

      通過了解聚合物添加劑影響耐磨性的機制，您可以為任何應用做出明智的選擇。無論是延長機械零件的使用壽命還是確保消費品能夠承受日常磨損，耐磨聚合物在材料性能中都發揮著至關重要的作用。

 

      轉自——鏈塑網公眾號

 

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