Pourquoi devrions-nous améliorer la résistance à l'usure des plastiques?
Dans les vastes champs d'application des produits en plastique, la résistance à l'usure est un indicateur de performance clé qui joue un rôle décisif dans la gamme d'applications et la durée de vie des plastiques

Comme les plastiques sont largement utilisés dans la fabrication automobile, le génie mécanique, les appareils électroniques et de nombreux autres domaines, l'amélioration de leur résistance à l'usure est devenue de plus en plus importante Pour réduire efficacement la friction et l'usure pendant l'utilisation des plastiques, il existe actuellement deux approches principales: Ajout de substances lubrifiantes et de matériaux de renforcement

Cependant, bien que les lubrifiants puissent réduire la friction dans une certaine mesure, ils ont plusieurs inconvénients

Au fil du temps, les lubrifiants sont sujets au vieillissement, entraînant une diminution de l'efficacité de la lubrification, et ils nécessitent des ajout et de l'entretien réguliers Cela augmente non seulement les coûts opérationnels et la charge de travail de maintenance, mais accumule également facilement la poussière et les débris, qui peuvent contaminer les pièces internes et affecter le fonctionnement normal de l'équipement Par conséquent, l'ajout de matériaux de renforcement pour améliorer la résistance à l'usure et les propriétés d'auto-lubrification des plastiques est progressivement devenue le choix préféré de l'industrie

Maintenant, examinons de plus près le Sept matériaux de renforcement commun utilisés pour améliorer la résistance à l'usure des plastiques.

Polytétrafluoroéthylène (PTFE, téflon)

Disulfure de molybdène (MOS ●)

Graphite

Le graphite a une structure chimique unique, disposée dans un motif de réseau C'est cette structure distincte qui permet aux molécules de graphite de glisser facilement les unes contre les autres avec un minimum de frottement Cette caractéristique résistante à l'usure est particulièrement importante dans les environnements d'eau, car la présence de molécules d'eau augmente la friction entre les matériaux La structure spéciale du graphite réduit efficacement cette friction

En raison de cette propriété, le graphite est un additif idéal résistant à l'usure et est largement utilisé dans diverses applications immergées dans l'eau, telles que les boîtiers de pompe à eau, les traits et les joints de soupape Dans ces applications, le graphite améliore considérablement la résistance à l'usure des plastiques dans les environnements d'eau, garantissant le fonctionnement stable à long terme de l'équipement connexe dans des conditions difficiles, humides et riches en eau Il réduit l'entretien et la fréquence de remplacement, réduisant ainsi les coûts d'utilisation

Polysiloxane

Le liquide de polysiloxane est un additif résistant à l'usure migratoire Lorsqu'il est ajouté aux matériaux thermoplastiques, il migre lentement vers la surface de la pièce, formant un film mince continu Ce film mince agit comme une «armure» invisible, protégeant efficacement la pièce des frictions et de l'usure externes Le polysiloxane a une large gamme de viscosités Généralement, plus la viscosité du polysiloxane est faible, plus elle devient fluide, ce qui lui permet de migrer vers la surface de la partie et de fournir une meilleure résistance à l'usure

Cependant, si la viscosité est trop faible, elle peut s'évaporer plus facilement de la pièce et disparaître rapidement, réduisant son effet résistant à l'usure Par conséquent, lors de la sélection du polysiloxane comme additif, sa viscosité doit être soigneusement contrôlée en fonction des exigences d'application spécifiques et des conditions de processus pour garantir des performances optimales de résistance à l'usure

Fibre de verre

La fibre de verre est un matériau inorganique non métallique principalement fabriqué à partir de silice, avec son diamètre allant généralement de quelques microns à plus de vingt microns La fibre de verre a d'excellentes propriétés d'isolation, une forte résistance à la chaleur, une forte résistance à la corrosion et une forte résistance mécanique Ces propriétés le rendent couramment utilisé comme matériau de renforcement dans les plastiques Bien que la fibre de verre elle-même soit fragile et ait une mauvaise résistance à l'usure, elle joue un rôle unique lorsqu'il est utilisé pour renforcer les plastiques

La fibre de verre fournit une forte liaison mécanique entre les polymères, comme la construction d'un pont robuste dans la structure moléculaire du plastique, reliant étroitement les molécules individuelles Cela augmente l'intégrité globale de la structure thermoplastique et améliore considérablement sa résistance à l'usure

Les plastiques renforcés en fibre de verre sont largement utilisés dans diverses pièces mécaniques telles que les pompes à eau, les vannes à eau, les roulements, les manches d'arbre, les engrenages, les supports et les rouleaux Dans ces applications, les plastiques renforcés en fibre de verre peuvent résister à un stress et à une friction mécaniques importants, garantissant que les pièces maintiennent de bonnes performances plutôt que le fonctionnement prolongé, améliorant considérablement l'efficacité et la durée de vie des équipements mécaniques

Fibre de carbone

La fibre de carbone est fabriquée à partir de matériaux tels que le filament viscose, les fibres de polyacrylonitrile et les fibres d'asphalte, qui sont carbonisées à des températures allant de 300 à 1000 ° C Semblable à la fibre de verre, la fibre de carbone peut considérablement améliorer l'intégrité globale, la résistance à l'usure et la résistance à la charge et à la friction des structures plastiques

Cependant, contrairement à la fibre de verre, la fibre de carbone est une fibre plus douce et moins abrasive, ce qui l'empêche de gratter les surfaces de frottement en fer ou en acier pendant l'utilisation En utilisant ses propriétés auto-lubrifiantes, les plastiques renforcés en fibre de carbone jouent un rôle important dans la production de composants à usage spécial, tels que les roulements lubrifiés sans huile pour les instruments d'aviation et les enregistreurs de cassette, les engins lubrifiés sans huile pour les locomotives de diesel à entraînement électrique (pour prévenir les compressions de l'huile) et les pistons de lubriqués sans huile

Ces applications utilisent non seulement les propriétés résistantes à l'usure des plastiques renforcés en fibre de carbone, mais profitent également de son auto-lubrification, réduisant le besoin de coûts de l'huile de lubrification et de maintenance tout en améliorant la sécurité et la fiabilité des équipements

Fibre aramide (fibre de polyamide aromatique)

La fibre aramide, communément appelée Kevlar, est une nouvelle fibre synthétique de haute technologie développée avec succès par DuPont dans les années 1960 La fibre aramide possède des propriétés exceptionnelles, telles que la résistance ultra-élevée, le module élevé, la résistance à haute température, la résistance à l'acide et aux alcalins et à un poids léger, avec une résistance 5 à 6 fois celle du fil d'acier La fibre aramide est également un excellent additif résistant à l'usure Par rapport aux fibres de verre et de carbone, c'est la fibre la plus douce et la moins abrasive

Cette caractéristique donne à la fibre d'aramide un avantage unique dans les applications résistantes à l'usure, en particulier dans les cas où l'abrasion de surface des pièces d'accouplement est une préoccupation Par exemple, dans la fabrication de casques tactiques fabriqués à partir de polyéthylène de poids aramide / à haut poids moléculaire, l'application de fibres d'aramide améliore non seulement la résistance à l'usure du casque, mais garantit également qu'elle peut disperser efficacement l'énergie lors de l'impact, protégeant la sécurité de l'utilisateur.