Les charges et les renforts fournissent une barrière physique aux particules abrasives, réduisant leur pénétration dans la matrice du polymère. Cela aide à prévenir l'usure. Certains matériaux de renforcement couramment utilisés comprennent:
Fibres synthétiques: ont d'excellentes propriétés mécaniques qui améliorent considérablement la résistance à l'usure. Les exemples incluent les fibres de verre, de carbone et d'aramide. Les fibres de verre à tasse courte (par exemple, les fibres de verre à orientation au hasard courtes) peuvent améliorer la résistance à l'impact et à l'abrasion.
Fibres naturelles: Peut être ajoutée aux polymères pour améliorer la résistance à l'abrasion et fournir un matériau plus durable. Les exemples incluent le coton, le lin et d'autres fibres naturelles.
Écailles en verre: Ce sont des particules plates et allongées avec une excellente résistance à l'abrasion et une stabilité dimensionnelle. Ils renforcent la matrice du polymère et réduisent le frottement de surface.
Dioxyde de silicium: Il s'agit d'un remplissage commun avec une surface élevée et des propriétés de renforcement. Il améliore la résistance à l'usure en fournissant une barrière physique aux particules abrasives et en améliorant la résistance mécanique du polymère.
Oxyde d'aluminium: a une excellente résistance à la dureté et à l'abrasion, ce qui en fait un remplissage idéal pour les applications nécessitant une durabilité élevée.
Talc: un minéral doux et squameux qui améliore la résistance à l'abrasion en réduisant la friction et en améliorant la douceur de la surface des polymères
MICA: Il s'agit d'un minéral de silicate en couches avec d'excellentes propriétés mécaniques et de la stabilité thermique qui améliore la résistance à l'abrasion et la stabilité dimensionnelle.
Noir du carbone: c'est un remplissage de puissance de coloration élevée avec une résistance à l'abrasion et une protection UV. Sa taille fine des particules et sa surface élevée contribuent à améliorer ses performances.
Lubrifiants
Les lubrifiants réduisent le coefficient de frottement entre la surface du polymère et les particules abrasives, minimisant ainsi l'usure.
Cixes: Réduisez la friction entre la surface du polymère et les particules abrasives. Les exemples incluent la paraffine, la cire d'abeille et d'autres cires.
Acides gras: agir comme lubrifiants et améliorer les propriétés de traitement. Les exemples incluent l'acide stéarique, l'acide oléique et d'autres acides gras.
Silicones: les huiles et les graisses en silicone offrent une excellente lubrification et des propriétés de libération de moisissure.
Amides d'acide gras: composés dérivés d'acides gras qui améliorent la procédabilité des polymères et réduisent la friction interne.
Lubrifiants en polymère: les polymères tels que le polytétrafluoroéthylène (PTFE) offrent une faible frottement et une résistance à l'usure améliorée.
Agents de réticulation
Les agents de réticulation forment des réseaux polymères plus forts qui sont moins sujets à la déformation et à l'usure. Cela améliore la résistance à l'usure du matériau.
Perroxydes: composés organiques qui se décomposent pour former des radicaux libres qui déclenchent des réactions de réticulation. Les peroxydes communs comprennent le peroxyde de benzoyle et le peroxyde de diisopropyle benzène.
Résine époxy: un composé réactif qui forme une structure réticulée lorsqu'elle est mélangée avec un agent de durcissement approprié. Les résines époxy sont utilisées pour améliorer la résistance à l'abrasion des polymères.
Polytétrafluoroéthylène (PTFE)
PTFE a le coefficient de frottement le plus bas de tous les additifs anti-vêtements. Les molécules PTFE abrasées pendant le frottement forment un film de lubrification sur la surface de la pièce. Il offre une bonne lubricité et une résistance à l'usure sous cisaillement de friction.
PTFE est le meilleur additif d'usure dans les applications à haute charge. Ces applications de charge élevée comprennent des joints à anneaux de piston hydrauliques et des rondelles de poussée. La teneur en PTFE optimale est de 15% de PTFE pour les plastiques amorphes et 20% de PTFE pour les plastiques cristallins.
Polyiloxanes
Les fluides de polysiloxane sont des additifs d'usure migratoires. Lorsqu'il est ajouté aux thermoplastiques, l'additif migre lentement vers la surface de la pièce et forme un film continu. Les polysiloxanes ont un large éventail de viscosités, mesurés en centistokes. Les polysiloxanes ont des viscosités très faibles et migreront vers la surface de la pièce en tant que liquide pour fournir une résistance à l'abrasion. Si la viscosité du polysiloxane est trop faible, elle est plus volatile et disparaîtra rapidement de la pièce.
Disulfure de molybdène
Le nom commun du disulfure de molybdène est «moly». Il s'agit d'un additif d'usure utilisé principalement dans les plastiques en nylon. Le disulfure de molybdène agit comme un agent cristallisant pour augmenter la cristallinité du nylon. Cela produit une surface plus dure et plus résistante à l'usure sur le matériau en nylon. Il a une forte affinité pour les métaux. Une fois adsorbés sur une surface métallique, les molécules du disulfure de molybdène remplissent les micropores dans la surface métallique, ce qui le rend plus glissant. Cela fait du disulfure de molybdène un additif d'usure idéal pour les applications où le nylon et le métal se frottent les uns contre les autres.
Autres additifs commerciaux
Un certain nombre d'additifs peuvent modifier les propriétés de surface des polymères pour les rendre plus résistants à l'usure. Certains additifs disponibles dans le commerce qui améliorent les performances des polymères sont décrits ci-dessous.
Irgasurf® SR 100 B de BASF: offre une excellente résistance aux rayures et à l'abrasion. Il lubrifie la surface et réduit la visibilité des rayures. Son dosage est généralement de 1 à 3%.
Ampacet's ScratchShield ™: peut être utilisé sur les emballages pour animaux de compagnie, les bouteilles et les préformations. Il aide à résister aux rayures et à l'abrasion et fournit également des propriétés antidérapantes.
SILIKE® LYSI-306 de la technologie de silicone Chengdu: il s'agit d'une formulation granulée dans laquelle 50% du polymère en silicone UHMW est dispersé dans le polypropylène (PP). Il est largement utilisé comme additif très efficace dans les systèmes de résine compatible PP pour améliorer la procédabilité et la qualité de la surface, tels que un meilleur flux de résine, un remplissage et une libération de la matrice, moins de couple d'extrudeuse, un coefficient de frottement plus faible et une éraflure plus élevée et une résistance à l'abrasion.
Silma de Silma: ces additifs améliorent la résistance à l'abrasion des plastiques rigides (PE, PP, PS, hanches, PA, PET, etc.) et les caoutchoucs thermoplastiques (SBS / SEBS, TPV, TPE, Copolyester, EPR / EPDM, EVA, POE, TPU, etc.). Ils améliorent également d'autres propriétés de surface telles que la douceur de surface, la résistance aux rayures et l'hydrophobicité.
Concours de résistance aux usages en polymère
Différents polymères ont une résistance à l'abrasion différente. Certains d'entre eux sont décrits ci-dessous.
Le nylon ou le polyamide (PA) est connu pour son excellente résistance à l'abrasion et pour les applications où la durabilité est importante. La résistance à l'abrasion spécifique peut varier en fonction du type et de la formulation du nylon. Nylon est un choix populaire pour les vêtements de sport, les sacs à dos et les bagages.
Les époxys offrent une résistance à l'abrasion plus élevée que les autres polymères tels que les polyuréthanes.
Les polysiloxanes ont une résistance à l'abrasion plus élevée que les polyuréthanes.
Le polyéthylène (PE) a un coefficient de frottement inférieur, ce qui lui permet de glisser sur les surfaces plutôt que de les frotter.
Le polyuréthane (PU) a une résistance à l'abrasion plus faible que les époxys et les polysiloxanes et peut ne pas protéger le revêtement sous-jacent. Le PU avec un duromètre de 90 rives A a une résistance à l'abrasion plus élevée que le polyéthylène de poids moléculaire ultra-élevé (UHMWPE).
Le chlorure de polyvinyle (PVC) a une résistance à l'abrasion modérée, mais ses performances varient en fonction de la formulation spécifique et des additifs.
La polyétheherketone (PEEK) est un thermoplastique connu pour ses frottements naturellement faibles et sa résistance à l'usure et à la fatigue. Sa durabilité et ses performances exceptionnelles dans des environnements difficiles en font le matériau de choix pour les composants dans un large éventail d'industries
Polydicyclopentadiène (PDCP)
Le polydicyclopentadiène (PDCPD) est une matière première en plastique liquide avec une excellente résistance à l'abrasion et de faibles propriétés de frottement. Cette résine thermodosite est flexible, légère, résistante à l'impact et résistant à la corrosion.
Le polyoxyméthylène (POM) offre un faible frottement, une résistance élevée à l'abrasion, une résistance et d'excellentes performances dans les applications d'usure. Une résistance à la traction élevée, une résistance à la fatigue et une résistance au fluage le rendent idéal pour les pièces haute performance.
Le polyester est une fibre synthétique avec une excellente résistance à l'abrasion. Il est couramment utilisé dans les équipements d'ameublement, de vêtements de travail et de plein air.
