Os recheos e reforzos proporcionan unha barreira física ás partículas abrasivas, reducindo a súa penetración na matriz de polímeros. Isto axuda a previr o desgaste. Algúns materiais de reforzo de uso común inclúen:
Fibras sintéticas: teñen excelentes propiedades mecánicas que melloran significativamente a resistencia ao desgaste. Os exemplos inclúen fibras de vidro, carbono e aramid. As fibras de vidro curto (por exemplo, as fibras de vidro curtas e orientadas ao azar) poden mellorar o impacto e a resistencia á abrasión.
Fibras naturais: pódese engadir aos polímeros para mellorar a resistencia á abrasión e proporcionar un material máis sostible. Entre os exemplos inclúense algodón, liño e outras fibras naturais.
Escalas de vidro: son partículas planas e alongadas con excelente resistencia á abrasión e estabilidade dimensional. Reforzan a matriz de polímeros e reducen a fricción superficial.
Dióxido de silicio: trátase dun recheo común de alta superficie e propiedades de reforzo. Mellora a resistencia ao desgaste proporcionando unha barreira física ás partículas abrasivas e aumentando a resistencia mecánica do polímero.
Óxido de aluminio: ten unha excelente dureza e resistencia á abrasión, o que o converte nun recheo ideal para as aplicacións que requiren unha alta durabilidade.
Talco: un mineral suave e escamoso que mellora a resistencia á abrasión reducindo a fricción e aumentando a suavidade superficial dos polímeros
Mica: É un mineral de silicato en capas con excelentes propiedades mecánicas e estabilidade térmica que mellora a resistencia á abrasión e a estabilidade dimensional.
Negro de carbono: é un recheo de potencia de alta coloración tanto con resistencia á abrasión como de protección UV. O seu fino tamaño de partícula e alta superficie axudan a mellorar o seu rendemento.
Lubricantes
Os lubricantes reducen o coeficiente de fricción entre a superficie do polímero e as partículas abrasivas, minimizando así o desgaste.
Ceras: reduce a fricción entre a superficie do polímero e as partículas abrasivas. Entre os exemplos inclúense a parafina, a cera de abella e outras ceras.
Ácidos graxos: actúan como lubricantes e melloran as propiedades de procesamento. Os exemplos inclúen ácido esteárico, ácido oleico e outros ácidos graxos.
Siliconas: Os aceites e as graxas de silicona proporcionan excelentes propiedades de lubricación e liberación de moldes.
Amidas de ácidos graxos: compostos derivados de ácidos graxos que melloran a procesabilidade dos polímeros e reducen a fricción interna.
Lubricantes de polímeros: os polímeros como o politetrafluoroetileno (PTFE) proporcionan unha baixa fricción e unha mellor resistencia ao desgaste.
Axentes de reticulación
Os axentes de reticulación forman redes de polímeros máis fortes que son menos propensas á deformación e ao desgaste. Isto mellora a resistencia ao desgaste do material.
Peróxidos: compostos orgánicos que se descompoñen para formar radicais libres que inicien reaccións de enlace. Os peróxidos comúns inclúen peróxido de benzoilo e peróxido de benceno diisopropil.
Resina epoxi: un composto reactivo que forma unha estrutura reticulada cando se mestura cun axente de curado adecuado. As resinas epoxi úsanse para mellorar a resistencia á abrasión dos polímeros.
Politetrafluoroetileno (PTFE)
PTFE ten o menor coeficiente de fricción de todos os aditivos anti -roupa. As moléculas PTFE abrasadas durante a fricción forman unha película lubricante na parte da parte. Ofrece unha boa lubricidade e resistencia ao desgaste baixo cizalladura de fricción.
PTFE é o mellor aditivo de desgaste en aplicacións de alta carga. Estas aplicacións de alta carga inclúen selos de aneis de pistón hidráulicos e arandelas de empuxe. O contido óptimo de PTFE é do 15% de PTFE para plásticos amorfos e un 20% de PTFE para plásticos cristalinos.
Polisiloxanos
Os fluídos de polisiloxano son aditivos de desgaste migratorio. Cando se engade aos termoplásticos, o aditivo migra lentamente á superficie da parte e forma unha película continua. Os polisiloxanos teñen unha ampla gama de viscosidades, medidas en Centistokes. Os polisiloxanos teñen viscosidades moi baixas e migrarán á superficie da parte como un fluído para proporcionar resistencia á abrasión. Se a viscosidade do polisiloxano é demasiado baixa, é máis volátil e desaparecerá rapidamente da parte.
Disulfuro de molibdeno
O nome común do disulfuro de molibdeno é "Moly". É un aditivo de desgaste usado principalmente nos plásticos de nylon. O disulfuro de molibdeno actúa como un axente cristalizador para aumentar a cristalinidade do nylon. Isto produce unha superficie máis dura e resistente ao desgaste no material de nylon. Ten unha alta afinidade polos metais. Unha vez adsorbidos nunha superficie metálica, as moléculas de disulfuro de molibdeno enchen micropores na superficie metálica, tornándoa máis resbaladiza. Isto fai que o disulfuro de molibdeno sexa un aditivo de desgaste ideal para aplicacións onde se frotan nylon e metal.
Outros aditivos comerciais
Varios aditivos poden modificar as propiedades da superficie dos polímeros para facelos máis resistentes ao desgaste. A continuación descríbense algúns aditivos dispoñibles comercialmente que aumentan o rendemento dos polímeros.
O IRGASURF® SR 100 B de BASF: proporciona unha excelente resistencia á arañazos e á abrasión. Lubrica a superficie e reduce a visibilidade dos arañazos. A súa dosificación é normalmente do 1-3%.
Ampacet's Scratchshield ™: pódese usar en envases de mascotas, botellas e preformas. Axuda a resistir o rabuñado e a abrasión e tamén proporciona propiedades antideslizantes.
SILIKE® LYSI-306 da tecnoloxía de silicona Chengdu: Esta é unha formulación pelletizada na que o 50% do polímero de silicona UHMW está disperso en polipropileno (PP). É amplamente utilizado como aditivo altamente eficaz nos sistemas de resina compatibles con PP para mellorar a procesabilidade e a calidade superficial, como un mellor fluxo de resina, recheo e liberación, menos par de extrusores, menor coeficiente de fricción e maior resistencia á abrasión.
Silmaproceso de Silma: estes aditivos melloran a resistencia á abrasión de plásticos ríxidos (PE, PP, PS, Cadros, PA, PET, etc.) e caucho termoplástico (SBS/SEBS, TPV, TPE, Copolyester, EPR/EPDM, EVA, POE, TPU, etc.). Tamén melloran outras propiedades superficiais como a suavidade da superficie, a resistencia aos arañazos e a hidrofobicidade.
Concurso de resistencia ao desgaste de polímeros
Diferentes polímeros teñen resistencia á abrasión diferente. Algúns deles descríbense a continuación.
O nylon ou a poliamida (PA) é coñecido pola súa excelente resistencia á abrasión e por aplicacións onde a durabilidade é importante. A resistencia específica da abrasión pode variar segundo o tipo e a formulación do nylon. O nylon é unha elección popular para roupa deportiva, mochilas e equipaxe.
As epoxies ofrecen maior resistencia á abrasión que outros polímeros como os poliuretanos.
Os polisiloxanos teñen maior resistencia á abrasión que os poliuretanos.
O polietileno (PE) ten un menor coeficiente de fricción, o que lle permite desprazar sobre as superficies en vez de esfregalas.
O poliuretano (PU) ten menor resistencia á abrasión que as epoxías e os polisiloxanos e pode non protexer o revestimento subxacente. PU cun durómetro de 90 costa A ten maior resistencia á abrasión que o polietileno de peso molecular ultra-alto (UHMWPE).
O cloruro de polivinilo (PVC) ten unha resistencia á abrasión moderada, pero o seu rendemento varía segundo a formulación e os aditivos específicos.
A polietherethetona (PEEK) é un termoplástico coñecido pola súa fricción naturalmente baixa e o desgaste e a resistencia á fatiga. A súa excelente durabilidade e rendemento en ambientes duros convérteno no material de elección para compoñentes nunha ampla gama de industrias
Polidiciclopentadiene (PDCP)
O polidiciclopentadieno (PDCPD) é unha materia prima de plástico líquido con excelente resistencia á abrasión e baixas propiedades de fricción. Esta resina termoset é flexible, lixeira, resistente ao impacto e resistente á corrosión.
O polioximetileno (POM) ofrece baixa fricción, alta resistencia á abrasión, forza e excelente rendemento nas aplicacións de desgaste. A alta resistencia á tracción, a resistencia á fatiga e a resistencia ao fluído fan que sexa ideal para pezas de alto rendemento.
O poliéster é unha fibra sintética con excelente resistencia á abrasión. Úsase habitualmente en tapicería, roupa de traballo e equipos ao aire libre.
