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(jīng)常用于制造活動(dòng)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(shù)，提高耐磨性。
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常規(guī)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(qiáng)，最常規(guī)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(shù)極低的類似涂層結(jié)構(gòu)。
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(dòng)性能降低，限制了部件設(shè)計(jì)和注射成型產(chǎn)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(chuàng)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(qiáng)的耐磨性和自潤滑性，強(qiáng)度較高，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。但是超高分子量聚乙烯流動(dòng)性極差、熔體指數(shù)幾乎為零，很難用一般的機(jī)械加工方法進(jìn)行加工。
三井化學(xué)以特殊工藝開發(fā)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(yōu)于PTFE的解決方案——在同等添加比例的情況下，磨耗遠(yuǎn)低于后者；有效用量的降低也使得該配方具有成本優(yōu)勢；相比于添加聚四氟乙烯材料出現(xiàn)的機(jī)械性能下降，經(jīng)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(huán)保的聚烯烴材料也避免了氟相關(guān)的潛在健康和安全風(fēng)險(xiǎn)。
圖 超高分子量聚乙烯顆粒
圖 各種耐磨劑的性能對比
免責(zé)：以上性能并非保證值，僅供參考。具體性能對比，以實(shí)際測試為準(zhǔn)。
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LY1040 vs PTFE
三井化學(xué)進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)測試，以對比LY1040與PTFE對摩擦系數(shù)、耐磨性能的影響。
以下以PA66為例，從物性、摩擦系數(shù)、磨損量三個(gè)維度考察LY1040的性能表現(xiàn)。
實(shí)驗(yàn)顯示，LY1040可賦予PA66更優(yōu)秀的摩擦系數(shù)和耐磨性能，同時(shí)對物性幾乎沒有影響。值得一提的是，本產(chǎn)品在PA6、PPA、PA12、POM等材料中都有良好的表現(xiàn)。隨著超高分子量聚乙烯的優(yōu)異性能被越來越多的材料工程師所重視，LY1040的相關(guān)應(yīng)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(yīng)用實(shí)例
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