بهبود خواص تریبولوژیکی پلی آمید 6 (PA6) با افزودن پودر پلی تترافلوئورواتیلن (PTFE) پرتودهی شده

در سالهای اخیر، به دلایل اقتصادی، اکولوژی و فنی، تمایل به استفاده از مواد خودروانکننده در کاربردهای تریبولوژیکی افزایش یافته است. از میان مواد خودروانکننده، پلاستیک‌های مهندسی، به ویژه پلی آمیدها (PA) جایگاه ویژه ای در این کاربردها یافته اند. این موضوع به دلیل خواص فیزیکی و مکانیکی مناسب می باشد. پلیمرهای مهندسی خالص، قابلیت تأمین الزامات تریبولوژیکی سخت را ندارند. بنابراین استفاده از پرکننده های مختلف بدین منظور لازم است. در پژوهش حاضر، رفتار تریبولوژیکی کامپوزیت پلی آمید 6 (PA6) دارای پودر پلی تترافلوئورواتیلن (PTFE) پرتودهی شده بعنوان روانکننده جامد با مقادیر 5، 10 و %15 وزنی بررسی شد. بدین منظور ساز و کار بهبود رفتار اصطکاکی فرسایشی پلی آمید 6 (PA6) با افزایش این افزودنی بررسی شده است.

پلی آمید توسعه تفلون

مقدمه

با افزایش پودر PTFE (پی تی اف ای) تنش تسلیم و مدول کامپوزیت کاهش می یابد. کاهش این خواص مکانیکی به دلیل کم بودن تنش تسلیم و مدول PTFE (پی تی اف ای) است. استفاده بیش از حد فاز روانکننده سبب کاهش زیاد تنش تسلیم و مدول می شود. درنتیجه افزایش سرعت فرسایش را در پی دارد. بنابراین، استفاده از این نوع پرکننده به مقدار بیشتر از درصد معینی برای عملکرد تریبولوژیکی مناسب نیست. بر همین اساس، مقدار %5 وزنی پودر PTFE (پی تی اف ای) بعنوان درصد مناسب انتخاب شد.

جذب آب

با افزودن پرکننده PTFE (پی تی اف ای)، جذب آب کاهش و با ازدیاد مقدار آن جذب آب افزایش می یابد. همانطور که انتظار می رود، پرکننده به عنوان سدی در برابر نفوذ حلال عمل می کند. با ازدیاد مقدار پرکننده PTFE (پلی تترافلوئوراتیلن، پی تی اف ای) پرتودهی شده، به دلیل افزایش گروه های قطبی موجود بر سطح این پودر، جذب آب قدری افزایش می یابد. اما به مقدار اندازه گیری شده برای پلی آمید 6 (PA6) خالص نمی رسد.

ساختار پلی آمید توسعه تفلون
پلی آمید توسعه تفلون
تصویر TFM از سطح ساینده نمونه پلی آمید 6 خالص (PA6)
پلی آمید توسعه تفلون
تصویر TFM از سطح ساینده نمونه کامپوزیت پلی آمید 6 (PA6) دارای 5% وزنی پودر PTFE (پی تی اف ای، پلی تترافلورواتیلن) پرتودهی شده

نتیجه گیری

افزودن پودر PTFE (پی تی اف ای یا پلی تترافلرورواتیلن) پرتودهی شده، دو مورد از خواص مکانیکی پلی آمید 6 (PA6) را کاهش داد. این موارد شامل مدول کشسانی و تنش تسلیم می باشد. البته افزایش %5 وزنی از این پودر موجب کاهش جذب آب پلی آمید 6 (PA6) شد. این موضوع می تواند در جلوگیری از کاهش خواص مکانیکی آن مؤثر باشد. آزمونهای تریبولوژیکی بلند مدت نشان دادند، افزایش پودر  PTFE (پی تی اف ای یا پلی تترافلرورواتیلن) باعث کاهش خواص مکانیکی می شود. در یک درصد بهینه از این پودر، ضریب اصطکاک، دمای سطح تماس و سرعت فرسایش نمونه نسبت به نمونه خالص کاهش می یابد. درصد بهینه حدود %5 وزنی معین شد.