玻璃微珠和碳纖維對超高分子量聚乙烯的摩擦系數(shù)影響不大,滑石粉和玻璃纖維使超高分子量聚乙烯摩擦系數(shù)增大但并不是增大太多,添加聚四氟乙烯使摩擦系數(shù)有所減小,減小的程度比玻璃纖維和碳纖維要大些。為了使超高分子量
注塑加工聚乙烯在各個領域推廣應用,充分研究超高分子量聚乙烯在不同工礦條件下的耐磨性,需要進行嚴謹?shù)膶嶒灐?br />
沖擊強度隨溫度的增高而變大,但在25℃左右時達到最大值,然后隨溫度的增高而降低,即使是在零下200℃仍有一定的沖擊強度。拉伸強度和屈服強度都隨溫度的增加而明顯降低。超高分子量聚乙烯用于機械傳動件齒輪、滑動軸承等時,此時的摩擦磨損機理和工礦條件與M-200磨損試驗機進行環(huán)/塊試驗條件相類似,因此對其在M-200磨損試驗機進行環(huán)/塊試驗。
在無油潤滑下所實驗的五種填料中,添加滑石粉和玻璃纖維超高分子量聚乙烯的摩擦系數(shù)增大,添加玻璃微珠和碳纖維對超高分子量聚乙烯的摩擦系數(shù)幾乎無影響。添加聚四氟乙烯使超高分子量聚乙烯的摩擦系數(shù)去、略有降低。在滴油潤滑下,超高分子量聚乙烯的摩擦系數(shù)比無油潤滑時的摩擦系數(shù)明顯減小,約下降1.4倍。
國內外對超高分子量聚乙烯的耐磨性能都是通過砂漿磨損法將所測試的結果來與其他材料進行對比。試件在稱重之前要清洗,清洗劑為丙酮。清洗時間一般視試件的大小和臟污程度而定,本實驗清洗時間定為20min。由于運轉時間太長,塑料發(fā)熱出現(xiàn)熔化現(xiàn)象,所以運轉時間為12min。
一般用無機填料對工程塑料進行改性,填料的比例不超過30%,經過研究發(fā)現(xiàn)填料若超過30%材料則沖擊強度急劇下降,耐磨性反而降低。無論哪一種填料,當添加比例在≤25%,隨著填料的比例增大磨損量減小,即耐磨性提高。填料在添加比例較小時,超高分子量聚乙烯的耐磨性明顯提高,填料的比例大于20%后耐磨性提高緩慢、不明顯。
隨相對分子質量的增大超高分子量
注塑加工聚乙烯的耐磨損性增強,伸長率隨相對分子質量的增大而降低,屈服強度隨相對分子質量的增大也下降,最大強度隨相對分子質量的增大而略有增大。沖擊強度隨相對分子質量的增大而增大,相對分子質量300萬左右達到最大值,超過300萬左右后,反而降低。
添加聚四氟乙烯、滑石粉雖然耐磨性能有所提高,但效果不好。添加碳纖維、玻璃微珠、玻璃纖維后磨損量明顯減小,耐磨性大大提高,效果明顯。3種填料對超高分子量聚乙烯耐磨性的提高程度是相當?shù)?,但這3種填料價格相差懸殊,在這3種填料中玻璃微珠價格低廉,玻璃微珠的價格僅是玻璃纖維的1/6-1/8左右,是碳纖維的1/260左右,是超高分子量聚乙烯原料的1/7左右,因此可以看出添加玻璃微珠既可提高超高分子量聚乙烯的耐磨性又可大大降低成本,可以說是理想的改性填料。
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