波茨坦弗劳恩霍夫应用聚合物研究所IAP和维尔茨堡的塑料中心SKZ开发了填充有液体润滑剂的微胶囊。这些自润滑塑料可减少多达85%的磨损,因此有助于减少摩擦,进而减少环境中的微塑料。

研究人员开发自润滑塑料 可减少85%的磨损降低微塑料暴露

将液体润滑剂封装在聚合物中


无论是滑动门、层压板、塑料齿轮还是其他移动部件,材料在各种应用中都容易受到摩擦。因此,塑料制造商有时会将固体润滑剂掺入塑料中以减少部件磨损。但是,仅有少量的适用于塑料加工的固体润滑剂。相反,液体润滑剂的范围更广,其中一些更有效。在双方的共同努力下,两家研究机构成功地封装了液体润滑剂,从而可以将它们作为功能性物质掺入聚合物中,随后又开发出了组件中液体润滑剂的所有优点。


我们使用双螺杆挤出机设法将Fraunhofer IAP的装有液体润滑剂的微胶囊掺入热塑性塑料中。艰巨的任务是在高温下将微囊与热塑性塑料混合而不损坏囊。仅当最终部件发生摩擦时,胶囊才应破裂并释放润滑剂。这使组件可以自动润滑自己,  SKZ塑料中心材料开发小组的研究人员MoritzGrünewald解释说,我们的摩擦和磨损测试表明,塑钢配对的磨损降低了85%。因此,组件的使用寿命明显更长,产生的微塑性也更少。


基于这些结果,材料系统正在进一步优化,以用于潜在的应用。现在的发展集中在改善自润滑塑料的机械和热性能上。

研究人员开发自润滑塑料 可减少85%的磨损降低微塑料暴露

自润滑塑料的增强


额外使用增强材料(例如纤维)是为了使自润滑塑料在机械上更稳定。在该项目中,研究人员研究了哪种纤维最适合此目的,以及如何将微胶囊最佳地粘合到塑料基质上。


另外,胶囊还被结合到更高熔点的塑料中,以进一步拓宽技术应用的可能性。为此,在项目合作伙伴之间的密切合作下,正在开发更加稳定的胶囊壁材料。主要的挑战在于,在最终应用中,胶囊在接触到摩擦之前不会破裂。但是,如果我们引入其他纤维并提高温度,则在混合过程中,胶囊上的应力会增加。 Fraunhofer IAP微胶囊专家Alexandra Latnikova博士解释说。她的团队开发了微胶囊系统。


塑料行业表现出兴趣


塑料行业提出了对具有优化的摩擦和磨损性能的新型塑料的需求。在这方面,微囊技术对公司具有主要优势:各种液体和高级润滑剂现在都可以用作具有按需释放特性的内部润滑剂。该项目由一个委员会陪同,该委员会包括塑料行业各个领域的公司,润滑剂制造商和微囊封装商。该项目向其他合作伙伴开放。


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