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需要了解TPE材料的耐磨性能的朋友看这里。

作者: 蒋用瑞 编辑: 来源: 发布日期: 2019.06.26
信息摘要:
就TPE,TPR弹性体而言,目前对耐磨有明确要求的行业以鞋材及脚轮行业为主。当然不同行业及应用要求的不同,决定了对材料不同耐磨性要求。

  耐磨性是如何测试的,举例最常见的DIN耐磨测试,DIN测试是在规定的接触压力下和给定的面积上,测定试样在一定级别的砂纸上进行摩擦而产生的磨耗量。耐磨实验得出的最终结果是磨耗量单位是mm3,是体积,而且有一点要重点说明,磨耗量越低耐磨性越好。

  说完磨耗测试,再说下影响测试结果的的因素。大家都知道摩擦力和压力及表面摩擦系数都有关系。压力是实验控制条件,所以摩擦力主要和摩擦系数有关。同等摩擦力的情况下,材料磨耗和材料的强度有关系,这个强度不是拉伸强度,而是指材料的耐磨强度,当然和拉伸强度也有关系。

  至此,得出两点影响测试结果的原因:材料表面摩擦系数和耐磨强度。想要降低磨耗量只有从这两个基本点出发。

  首先说下表面摩擦系数

  降低表面摩擦系数能够明显降低测试磨耗,达到客户的要求。但是这种方法有一个弊端,就是会降低摩擦力。摩擦力有时候固然是不好的东西,但是没有摩擦力还是有很大问题的,比如鞋底有可能打滑,止滑性变差。不论怎样,在客户要求的摩擦力范围内用这种方法来增加耐磨性还是可行的,下面分析下几种降低表面摩擦系数的方法。

1. 添加外润滑剂 这种方法几乎人人都知道,很多硅酮的厂家都打着TPE耐磨剂的旗号来推广,硅酮是一种非常常见的通过降低摩擦系数来增加耐磨性的助剂。

2. 添加摩擦系数低的树脂 这种方法TPE行业几乎没人使用,但是塑料改性行业有很多人用添加铁氟龙的方法来降低磨耗。铁氟龙又叫聚四氟乙烯,除了有超强的耐酸碱能力和耐高温能力,他的摩擦系数也是塑料里面最低的。除聚四氟乙烯外,超高分子量的聚乙烯UHMWPE、PA6、共聚POM也都是常见的低摩擦系数材料。

3. 提升产品硬度 这种方法很少有人用,因为提升硬度意味着损失手感和舒适度。但是提升硬度可以减小摩擦接触面大小,从而降低磨耗,如果是对手感等舒适度要求不高的时候可以用这种方法。

  再来说说耐磨强度。耐磨强度取决于材料本身分子结构或配混体系的性能。提升材料的耐磨性主要从提升材料耐磨强度入手。下面说说几条增加材料本身强度的方法。

1. 选择分子量高的原材料 这里我们就拿SEBS改性的TPE为例子,相同苯乙烯含量的SEBS,分子量越高苯乙烯段的分子量也越高,软段硬段相分离越明显,苯乙烯相越大强度自然越大。

2. 尽量选择星形分子结构 一个线性分子结构的SEBS有两个苯乙烯段,但是四臂星形的SEBS有四个苯乙烯段,而且星形中心还是自带一个化学交联点,虽然每个每个苯乙烯相要小于线型牌号,但是强度还是好于线型结构。

3. 适当的化学交联 化学交联可以增加材料的耐高温,也可以增加材料的强度,当然这是以牺牲流动性为前提的。TPE耐磨性再好也好不过硫化橡胶也是这个道理。

4. 添加其他助剂进行补强或者增强 橡胶配方除硫化体系外炭黑也是必不可少的,因为炭黑能够起补强作用,增加橡胶的耐磨性。这也是为什么大家看到的轮胎都是黑色的,而且一提到橡胶就觉得是黑色的原因。除炭黑外,二氧化硅白炭黑也是可以起同样作用的,而且对颜色没有要求。甚至有人添加玻纤来增加材料的耐磨性,但是TPE厂家就不要用这种方法了。

  本文小编观点:通过降低摩擦系数来降低磨耗,多数情况下颇有避重就轻,投机取巧之嫌,一般而言,人们都希望材料具有自己预期的耐磨性及止滑性,需要材料本身耐磨强度好,而不是靠降低摩擦系数让材料不容易被磨损掉。比如轮胎,就是靠耐磨来发挥其抓着及刹车止滑性能的,当轮胎在表面的纹路被磨平后,摩擦系数减小,虽然可以降低磨耗,但轮胎变得很容易打滑,起不到应有的刹车止滑作用。

  上面分析了从两个思路解决磨耗的问题,其中增加材料强度可以彻底解决问题。另外有些SBS SEBS厂家是提供原材料的磨耗参数的,大家可以尽量选择磨耗低的来做耐磨材料。以上内容属作者个人理解,希望能帮到大家,也希望文中有不足和错误之处能请大家之处并理解。

  就TPE,TPR弹性体而言,目前对耐磨有明确要求的行业以鞋材及脚轮行业为主。当然不同行业及应用要求的不同,决定了对材料不同耐磨性要求。

  附:DIN耐磨与NBS耐磨的区别

NBS耐磨和DIN耐磨.是用滚动的带有砂纸的滚筒摩擦鞋底来检测鞋底耐磨性的测试方法。二者区别——

1  测试计量原理及仪器不同。

NBS耐磨试验机/DIN耐磨试验机取样大小不同,边长1in.的正方形/直径16mm的圆形另外NBS是试片在滚筒上磨损0.1in.厚度需要的转数与标准物质磨耗0.1in.需要的转数之百分比。

DIN耐磨是在滚筒上行走一段距离,称量磨损的质量,并测得密度后,求磨损的体积.

2  测试值不同的表征意义

NBS测试值百分含量越高,说明耐磨性能越好;

DIN测试数值越低,说明耐磨性能越好。

  但是两种耐磨仪器检测出来的数据并不是成正比的。

NBS测试需要预磨,DIN测试后者不需要预磨。

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