7種增強材料提高塑料耐磨性能

耐磨性是決定塑料的應用領域和使用壽命的重要指標。為了減少塑料的摩擦和磨損，可以選擇添加潤滑物質或增強物質。

潤滑油有很多缺點。時間長了，油脂會老化，也需要經常保養，而且很容易聚集灰塵和雜物，污染內部機件。

因此，添加增強材料來增加塑料的耐磨性和自潤滑性能已成為最佳選擇。

常見的添加劑和增強材料有：聚四氟乙烯（PTFE）、二硫化鉬、超高分子量聚乙烯、矽、石墨、玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維等。

1.聚四氟乙烯（PTFE、鐵氟龍）
聚四氟乙烯（PTFE），俗稱鐵氟龍，是杜邦公司於1938年發明的。
PTFE幾乎不粘附任何物質，同時具有自潤滑性能，因此通常用作防粘塗層。不粘塗層是PTFE的經典應用。
PTFE粉末是專門用作添加劑的。它是所有抗摩擦添加劑中摩擦係數最低的。在摩擦過程中，PTFE粉末會在零件表面形成潤滑膜。它是高負荷應用中最好的抗磨添加劑。 PTFE最合適的添加量對於非結晶塑料是15% PTFE，對於結晶塑料是20% PTFE。
PTFE粉末可用於工程塑料、塗料、油墨、油漆、潤滑油、薄膜、橡膠等，以增強主要材料的性能，如：

1、耐磨、耐摩擦、耐劃傷
2. 易於去污
3、抗粘連性能
4、潤滑性能（用於工程塑料改性）
5、減摩抗磨性能

2、二硫化鉬
二硫化鉬（MoS2）是一種黑色粉末，具有金屬光澤，觸感光滑。二硫化鉬是一種重要的固體潤滑劑，特別適用於高溫高壓，被譽為“高級固體潤滑劑之王”。在工程塑料領域，主要用作尼龍塑料的耐磨添加劑。

3.石墨

石墨的化學結構是獨特的晶格結構。這種獨特的化學結構使石墨分子很容易在幾乎沒有摩擦的情況下相互滑動。這種耐磨性在有水的環境中尤其重要。這一特性使石墨成為許多水中應用的理想耐磨添加劑，例如鋪水殼、葉輪和閥門密封件。

4. 聚矽氧烷
聚矽氧烷液是一種遷移性耐磨添加劑。當添加到熱塑性塑料中時，添加劑會緩慢遷移到零件表面並形成連續的薄膜。聚矽氧烷具有較寬的粘度範圍。聚矽氧烷的粘度極低，能夠以流體狀態快速移動到零件表面以提供耐磨性。如果聚矽氧烷的粘度太低，它會更容易揮發並很快從零件中消失。

5、玻璃纖維
玻璃纖維是一種無機非金屬材料，主要成分為二氧化矽，直徑為幾微米至20多微米。具有絕緣性好、耐熱性強、耐腐蝕性能好、機械強度高等優點。它經常被用作塑料的增強材料。

雖然玻璃纖維本質上比較脆，耐磨性較差，但如果用於增強塑料，玻璃纖維可以提供聚合物之間牢固的機械結合的功能，因此玻璃纖維可以增加熱塑性結構的完整性，提高耐磨性。

玻璃鋼可應用於各種機械零件如：水泵、水閥、軸承、軸套、齒輪、支架、滾輪等。

6、碳纖維
碳纖維是以粘膠紗、聚丙烯腈纖維、瀝青紗為原料，經300~1000℃碳化而成。

與玻璃纖維一樣，碳纖維可以大大提高結構的完整性、耐磨性以及承受載荷和磨損速度的能力。與玻璃纖維不同，碳纖維是一種更柔軟且不易刮傷的纖維。碳纖維不會劃傷與其摩擦的鋼鐵或鋼材的摩擦表面。

利用碳纖維的自潤滑性能，碳纖維增強塑料可用於特殊用途的軸承、齒輪和活塞環。如航空儀表、錄音機的無油潤滑軸承，電驅動內燃機車的無油潤滑齒輪（避免漏油造成事故），壓縮機上的無油潤滑活塞環等。

7、芳香族聚酰胺纖維（芳綸）
芳綸纖維俗稱芳綸，自20世紀60年代起由美國杜邦公司研製成功。它是一種新型高科技合成纖維，具有超高強度、高模量、耐高溫、耐酸鹼、質輕等優良性能。其強度是鋼絲的5-6倍。

芳綸纖維也是耐磨添加劑之一。與玻璃纖維和碳纖維相比，它是最柔軟、最不易劃傷的纖維。這一特性是芳綸纖維在耐磨應用中的主要優勢，尤其是配合零件表面的耐刮擦纖維。