什么是耐磨尼龙？常用的耐磨添加剂有哪几种？

发布时间：2023-07-07

耐磨尼龙材料主要通过向尼龙中添加碳纤维、二硫化钼、石墨、聚四氟乙烯粉末或硅酮粉末等耐磨添加剂来降低尼龙的摩擦系数或磨损量，这些添加剂用量一般在3%～15%之间。一般来说，耐磨尼龙主要用于机械零件领域，用于制造各种耐磨产品（注塑法），如轴承保持架、轴套、减摩环、减摩垫等。近年来，耐磨尼龙在汽车领域得到了广泛的应用。

与纯尼龙树脂相比，耐磨尼龙具有更低的摩擦系数、更好的耐磨损性和自润滑性，同时具有较高的力学性能以及良好的耐热性、耐油性和耐化学性，它还大大降低了原材料的吸水率和收缩率。

自润滑耐磨尼龙有许多改进品种，如石墨尼龙PA12、石墨尼龙PA66、石墨尼龙PA12、碳纤维尼龙、尼龙/二硫化钼、尼龙/聚四氟乙烯和尼龙1010/二硫化钼。石墨尼龙特别适用于耐磨润滑材料，这是因为石墨在机械工业中经常用作润滑剂，润滑油不能在高速、高温和高压下使用，而石墨耐磨材料可以在200~2000℃的高速下滑动，在没有润滑油的情况下工作，石墨材料广泛应用于许多输送腐蚀性介质的设备，如活塞杯、密封圈和轴承，操作时无需添加润滑油，石墨乳液也是许多金属加工的良好润滑剂。

然而，某些机械零件（如用于传动齿轮的垫片）在厚度方向上对精度有很高的要求，因此对尼龙材料在厚度方向上的均匀性提出了严格的要求。传统的耐磨尼龙制品由于热收缩等因素，容易在端面产生凹面效应。尤其是厚件的芯部收缩和边缘收缩的尺寸差异较大是一个突出的问题，只有经过有针对性的改进后才能使用。这也是技术实现的难点，即如何在保证耐磨效果的基础上提高产品的尺寸精度，且成本不太高。

几种常用的耐磨添加剂：

（1）碳纤维

碳纤维能大幅改善材料结构的整体性、耐负荷与耐磨能力。和玻璃纤维不同的是碳纤维是一种较软且刮损性较低的纤维，碳纤维不会刮伤与其摩擦的铁质或钢质的摩擦表面。

（2）二硫化钼

二硫化钼是主要用于尼龙塑料的一种耐磨添加剂。二硫化钼的作用如结晶剂，用以增加尼龙的结晶度，使尼龙材料产生一个较硬和较耐磨的表面。二硫化钼对金属有很高的亲和力，一旦吸附在金属表面，二硫化钼的分子会填塞金属表面上用显微镜才可看见的毛细孔，并使金属表面变得更光滑，此点使二硫化钼成为一个理想的耐磨添加剂用于尼龙与金属互相摩擦的场合。

（3）石墨

石墨的化学结构为一个独特的格子状结构，此独特的化学结构使石墨分子在受到很小摩擦力时会很容易地互相滑动，这种耐磨特性在有水的环境中尤其重要，因而石墨作为一种理想的耐磨添加剂用于很多置于水中的制件，如水铺外壳、轮叶等。

（4）聚四氟乙烯（PTFE）

PTFE的摩擦系数很低，在摩擦过程中PTFE分子会在零件表面形成润滑薄膜。PTFE在摩擦力下有很好的润滑性及耐磨性能，在高负荷应用中，PTFE是佳的耐磨添加剂。这些高负荷应用包括液压式活塞环封、推力垫圈。PTFE含量在非结晶性塑料中一般为15%、而在结晶性塑料中一般为20%。

（5）硅酮

硅酮，学名一般叫聚硅氧烷（或聚二甲基硅氧烷），低分子量聚硅氧烷液体俗称硅油，超高分子量的聚硅氧烷外观为白色颗粒或粉末，主要用作塑料加工助剂，克服了传统硅油加工上的麻烦和性能上的不足，其可明显降低塑料的摩擦系数，提高滑爽性，改善表面光泽，提高耐刮擦性，同时具有良好的稳定性和非迁移性。

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