Els farcits i els reforços proporcionen una barrera física a les partícules abrasives, reduint la seva penetració a la matriu del polímer. Això ajuda a prevenir el desgast. Alguns materials de reforç d'ús comú inclouen:
Fibres sintètiques: tenen excel·lents propietats mecàniques que milloren significativament la resistència al desgast. Els exemples són fibres de vidre, carboni i aramida. Les fibres de vidre a curtmetratge (per exemple, fibres de vidre curt i orientades aleatòriament) poden millorar l’impacte i la resistència a l’abrasió.
Fibres naturals: es poden afegir als polímers per millorar la resistència a l’abrasió i proporcionar un material més sostenible. Els exemples són el cotó, el lli i altres fibres naturals.
Escales de vidre: són partícules planes i allargades amb una excel·lent resistència a l’abrasió i estabilitat dimensional. Reforcen la matriu de polímer i redueixen la fricció superficial.
Diòxid de silici: es tracta d’un farcit comú amb superfície alta i propietats de reforç. Millora la resistència al desgast proporcionant una barrera física a les partícules abrasives i millorant la força mecànica del polímer.
L’òxid d’alumini: té una excel·lent duresa i resistència a l’abrasió, cosa que el converteix en un farcit ideal per a aplicacions que requereixen una gran durabilitat.
Talc: un mineral suau i descarnat que millora la resistència a l’abrasió reduint la fricció i millorant la suavitat superficial dels polímers
Mica: és un mineral de silicat en capes amb excel·lents propietats mecàniques i estabilitat tèrmica que millora la resistència a l’abrasió i l’estabilitat dimensional.
Black de carboni: és un farciment de potència de color elevat tant amb resistència a l’abrasió com en protecció contra la UV. La seva mida de partícula fina i la seva superfície alta ajuden a millorar el seu rendiment.
Lubricants
Els lubricants redueixen el coeficient de fricció entre la superfície del polímer i les partícules abrasives, minimitzant així el desgast.
Ceres: Reduir la fricció entre la superfície del polímer i les partícules abrasives. Els exemples són la parafina, la cera d'abella i altres ceres.
Àcids grassos: actua com a lubricants i milloren les propietats de processament. Els exemples són l’àcid esteàric, l’àcid oleic i altres àcids grassos.
Silicones: els olis i greixos de silicona proporcionen excel·lents propietats de lubricació i alliberament de motlles.
Amides d’àcids grassos: compostos derivats d’àcids grassos que milloren la processabilitat del polímer i redueixen la fricció interna.
Lubricants de polímer: polímers com el politetrafluoroetilè (PTFE) proporcionen una fricció baixa i una resistència al desgast millorada.
Agents de reticulació
Els agents de reticulació formen xarxes de polímer més fortes que són menys propenses a la deformació i al desgast. Això millora la resistència al desgast del material.
Peroxids: compostos orgànics que es descomponen per formar radicals lliures que inicien reaccions de reticulació. Els peroxids comuns inclouen el peròxid de benzoil i el peròxid de diisopropil benzè.
Resina epoxi: un compost reactiu que forma una estructura reticulada quan es barreja amb un agent de guarit adequat. Les resines epoxi s’utilitzen per millorar la resistència a l’abrasió dels polímers.
Politetrafluoroetilè (PTFE)
PTFE té el coeficient de fricció més baix de tots els additius antiwear. Les molècules de PTFE es van abrasar durant la fricció, una pel·lícula lubricant a la superfície de la peça. Proporciona una bona lubricitat i resistència al desgast sota cisalla de fricció.
PTFE és el millor additiu de desgast en aplicacions d’alta càrrega. Aquestes aplicacions d’alta càrrega inclouen segells d’anells de pistó hidràulic i rentadores d’empenta. El contingut òptim de PTFE és un 15% de PTFE per a plàstics amorfs i un 20% de PTFE per a plàstics cristal·lins.
Polisiloxans
Els líquids de polisiloxà són additius de desgast migrator. Quan s’afegeix als termoplàstics, l’additiu migra lentament a la superfície de la peça i forma una pel·lícula contínua. Els polisiloxans tenen una àmplia gamma de viscositats, mesurades en centistokes. Els polisiloxans tenen viscositats molt baixes i migraran a la superfície de la part com a líquid per proporcionar resistència a l’abrasió. Si la viscositat del polisiloxà és massa baixa, és més volàtil i desapareixerà ràpidament de la part.
Disulfur de molibdè
El nom comú per al disulfur de molibdè és "moly". És un additiu de desgast utilitzat principalment en plàstics de niló. El disulfur de molibdè actua com a agent cristal·litzador per augmentar la cristalinitat del niló. Això produeix una superfície més dura i resistent al desgast sobre el material de niló. Té una alta afinitat pels metalls. Un cop adsorbits sobre una superfície metàl·lica, les molècules de disulfur de molibdè omplen els micropores a la superfície metàl·lica, fent -la més relliscosa. Això fa que el disulfur de molibdè sigui un additiu de desgast ideal per a aplicacions on el niló i el metall es freguen els uns contra els altres.
Altres additius comercials
Alguns additius poden modificar les propietats superficials dels polímers per fer -los més resistents al desgast. A continuació, es descriuen alguns additius disponibles comercialment que milloren el rendiment dels polímers.
Irgasurf® SR 100 B de BASF: proporciona una excel·lent resistència a les ratllades i a l’abrasió. Lubrica la superfície i redueix la visibilitat de les rascades. La seva dosi és normalment del 1-3%.
Ampacet's ScratchShield ™: es pot utilitzar en envasos, ampolles i preformes per a mascotes. Ajuda a resistir el rascat i l’abrasió i també proporciona propietats anti-lliscants.
Silike® Lysi-306 de la tecnologia de silicona Chengdu: es tracta d’una formulació pelletitzada en la qual el 50% del polímer de silicona UHMW està dispersat en polipropilè (PP). S’utilitza àmpliament com a additiu altament eficaç en sistemes de resina compatibles amb PP per millorar la processabilitat i la qualitat de la superfície, com ara un millor flux de resina, el farciment i l’alliberament de la matriu, el parell de menys extrusor, el coeficient de fricció inferior i la major resistència a l’abrasió.
Silmaprocess de Silma: aquests additius milloren la resistència a l’abrasió dels plàstics rígids (PE, PP, PS, HIPS, PA, PET, etc.) i gomes termoplàstiques (SBS/SEBS, TPV, TPE, Copolyester, EPR/EPDM, EVA, POE, TPU, etc.). També milloren altres propietats superficials com la suavitat superficial, la resistència a les ratllades i la hidrofobicitat.
Concurs de resistència al desgast dels polímers
Diferents polímers tenen una resistència a l’abrasió diferent. Alguns d’ells es descriuen a continuació.
El niló o la poliamida (PA) és conegut per la seva excel·lent resistència a l’abrasió i per les aplicacions on la durabilitat és important. La resistència a l’abrasió específica pot variar segons el tipus i la formulació del niló. Nylon és una opció popular per a roba esportiva, motxilles i equipatges.
Les epoxies ofereixen una major resistència a l’abrasió que altres polímers com els poliuretà.
Els polisiloxans tenen una major resistència a l’abrasió que els poliuretà.
El polietilè (PE) té un coeficient de fricció inferior, que li permet lliscar sobre les superfícies en lloc de fregar -les.
El poliuretà (PU) té una menor resistència a l’abrasió que els epoxi i els polisiloxans i pot no protegir el recobriment subjacent. PU amb un duròmetre de 90 ribes A té una major resistència a l’abrasió que el polietilè de pes molecular ultra-alt (UHMWPE).
El clorur de polivinil (PVC) té una resistència a l’abrasió moderada, però el seu rendiment varia segons la formulació específica i els additius.
La polietheretherketone (PEEK) és un termoplàstic conegut per la seva fricció naturalment baixa i desgast i resistència a la fatiga. La seva excel·lent durabilitat i rendiment en entorns durs el converteixen en el material escollit per als components en una àmplia gamma d’indústries
Polydiciclopentadiene (PDCP)
El polidiciclopentadiene (PDCPD) és una matèria primera de plàstic líquid amb una excel·lent resistència a l’abrasió i propietats de fricció baixa. Aquesta resina termoset és flexible, lleugera, resistent a l’impacte i resistent a la corrosió.
El polioximetilè (POM) ofereix una baixa fricció, alta resistència a l’abrasió, força i excel·lent rendiment en aplicacions de desgast. La resistència a la tracció elevada, la resistència a la fatiga i la resistència al fluix fan que sigui ideal per a parts d’alt rendiment.
El polièster és una fibra sintètica amb una excel·lent resistència a l’abrasió. S’utilitza habitualment en tapisseria, roba de treball i equips a l’aire lliure.
