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提升聚酰胺耐磨性的有機(jī)硅和聚四氟乙烯填充物性對比之改性尼龍常識
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發(fā)表時間：2022-12-30 14:40:18
提升聚酰胺耐磨性的有機(jī)硅和聚四氟乙烯填充物性對比之常識： 
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密度：
含有聚四氟乙烯和含有機(jī)硅色母粒的GL-聚酰胺6混料，兩者的密度都通過浸水法測得。由于基準(zhǔn)樣中15%重量份的PTFE被3.3%重量份的有機(jī)硅色母粒取代，含有機(jī)硅色母粒樣品密度比含有聚四氟乙烯的基準(zhǔn)樣低10%。
聚四氟乙烯多年來被用于尼龍聚合物及其復(fù)合材料改進(jìn)摩擦性能，但由于有效添加量較高，也帶來明顯的問題：密度高，影響部件重量和成本；流動性能降低，限制了部件設(shè)計(jì)和注射成型產(chǎn)率等。新一代有機(jī)硅基添加劑提供了聚四氟乙烯之外的另一個方法，在添加量較低的情況下，摩擦系數(shù)和耐磨性能與后者相當(dāng)。有效用量的降低避免了使用聚四氟乙烯材料會出現(xiàn)的機(jī)械性能下降，也使得有機(jī)硅技術(shù)的具有成本優(yōu)勢。先進(jìn)的有機(jī)硅添加劑帶來的高流動性提升了設(shè)計(jì)自由度，加工過程中的低扭矩則提高了加工性能。另外，有機(jī)硅技術(shù)也避免了氟相關(guān)的潛在健康和安全風(fēng)險(xiǎn)。綜上所述，有機(jī)硅色母粒與可賦予尼龍樹脂及其復(fù)合材料更優(yōu)秀的摩擦系數(shù)和耐磨性能，同時不會犧牲機(jī)械性能、加工性能、密度和安全性。
可加工性能：
扭矩可以直接在樣品制備過程中，從Brabender同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī)（D20，L/D40）加工參數(shù)中獲得。與含有聚四氟乙烯的對照樣品加工時的扭矩36 Nm相比，采用有機(jī)硅助劑的樣品扭矩較小（33 Nm）、螺旋流動率增加約30%，加工性能得到改善。較低的扭矩有利于提高擠出機(jī)生產(chǎn)效率，高流動性有助于滿足薄壁和復(fù)雜部件的設(shè)計(jì)需求。
機(jī)械性能：
拉伸強(qiáng)度和模量的測試根據(jù)ISO 527-2 1a類標(biāo)準(zhǔn)所示的牽引方法?？箾_擊性能根據(jù)ISO 179-2標(biāo)準(zhǔn)測試。80 x 10 x 4 mm的測試樣條從注塑得到的啞鈴型拉伸樣條上截取。使用聚四氟乙烯的GF-聚酰胺6樣品，可觀察到材料變脆的趨勢，具體的表現(xiàn)是：拉伸模量略有增加，斷裂伸長減小，抗沖擊強(qiáng)度下降。而添加有機(jī)硅色母粒得樣品幾乎可以100%保持GF-聚酰胺6復(fù)合材料的機(jī)械性能水平。
摩擦性能：
用摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)測量注塑樣品的動態(tài)摩擦系數(shù)。對磨材料為直徑為10mm的鋼球。測試按照ASTM G133標(biāo)準(zhǔn)第三部分進(jìn)行。測試顯示，有機(jī)硅色母粒樣品的動態(tài)摩擦系數(shù)可以與含15%重量份聚四氟乙烯的基準(zhǔn)樣相媲美。根據(jù)動態(tài)摩擦系數(shù)測試之后，測試耐磨性能。使用儀器為表面測試儀。刮痕深度用最大深度（微米）表示。如摩擦系數(shù)測試的結(jié)果一致，有機(jī)硅色母粒樣品的的耐磨性能與添加聚四氟乙烯的基準(zhǔn)樣水平相當(dāng)。掃描電子顯微鏡（SEM）圖片顯示，不論是含有聚四氟乙烯的樣品還是有機(jī)硅制備的樣品，GF-聚酰胺6復(fù)合材料在測試后的表面都非常光滑。在微米尺度上，兩個樣品的耐磨表現(xiàn)旗鼓相當(dāng)。
從測量動態(tài)摩擦系數(shù)的設(shè)備上，也可以測得摩擦系數(shù)隨時間的變化。有機(jī)硅添加劑起效比聚四氟乙烯快（即刻有效與800秒后起效）。含有有機(jī)硅色母粒樣品的摩擦系數(shù)幾乎立即達(dá)到了穩(wěn)定，但聚四氟乙烯樣本起始時摩擦系數(shù)較高，隨著摩擦?xí)r間的延長緩慢降低，至穩(wěn)定工作狀態(tài)。
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