汤阴超高分子托辊(填料对超高分子量聚乙烯的改性及其在矿山的应用)

Posted 2023-05-31

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汤阴超高分子托辊(填料对超高分子量聚乙烯的改性及其在矿山的应用)

　　摘要本文介绍了填料对超高分子量聚乙烯摩擦性能的影响, 筛选出配比较为合理的配方, 安此配方加工成轴套, 并成功地用于工业生产。

　　超高分子量聚乙烯具有许多优良性能, 耐磨损、耐腐蚀、耐冲击、自润滑、摩擦系数小等, 广泛应用于纺织、造纸、化工、矿山等领域用于制造滚轮、轴瓦、轴套、皮结、梭子、滤板、导轨及齿轮等零部件。

　　但是,由于超高分子量聚乙烯的硬度低、强度小、热变形温度低、耐高温性能差, 所以,在实际应用时一般要根据不同使用情况和不同的成型加工方法进行不同的改性。

一、超高分子量聚乙烯的改性

根据不同的需要和为了拓宽超高分子量聚乙烯的使用范围,必须对其进行改性。改性有物理改性和化学改性。本文仅介绍填料对超高分子量聚乙烯的物理改性。

（1）填料改性的现状

清华大学做了一些填料对超高分子量聚乙烯的改性研究。如碳黑、玻璃微珠为填料进行了实验研究。结果表明经填料改性的超高分子量聚乙烯表面硬度和抗磨损性能都得到了改善和提高。特别是玻璃微珠经偶联剂处理后,可使超高分子量聚乙烯的耐磨性提高左右,热变形温度提高近40℃,并且可降低成本。但是,填料改性后冲击强度略有下降,但只要填料的比例控制在以内,超高分子量聚乙烯仍有相当高的冲击强度。此外,国外也做了一些研究,如添加碳墨或金属粉可提高抗静电性和导电性以及传热性添加二硫化钥、硅油和专用蜡可降低摩擦系数添加滑石粉、玻璃微珠、玻璃纤维、云母等可提高硬度、刚度和耐温性等。

（2）改性工艺

用填充改性方法制备适合于轴承、轴套的超高分子量聚乙烯要求具备：（1）耐磨损（2）摩擦系数小,能耗低;（3）耐温性好即值大（4）传热性好。根据以上要求选择了二硫化项目、铜粉（200目）、超细玻璃微珠一目作为添加剂进行了研究。添加二硫化钼是为了增加自润滑性,减小摩擦系数添加铜粉是为了提高传热性,提高抗蠕变性以及减小塑料粘弹性体的滞后能耗,从而减小了发热,降低了温升。这是由于塑料是粘弹性体,除摩擦生热外,还有滞后能耗生热，,经填料改性后滞后能耗减小，添加超细玻璃微珠是为了提高热变形温度和提高耐磨性。

具体工艺是把三种填料分别用硅烷类偶联剂处理后，再按不同的配比添加到超高分子量聚乙烯中。

（3）改性后摩擦系数

对于轴瓦、轴套来说并不需要太高的冲击强度,只要摩擦系数小、耐磨损、PV值高即可。因此,作者仅就摩擦系数进行了测试。测试方法是进行实物测试,就是把改性后超高分子量聚乙烯加工成轴套装在一个特制辊子上,把辊子水平放置,在辊子上缠绕好柔性细线,在细线上逐渐增加曲码直至辊子转动。

二、应用

作者按照号配比先后研制了蜂窝煤机的拐轴轴套、小轴套、立柱滑瓦等矿用地滚轴承。原地滚轴承为滚动轴承,因工作条件恶劣轴承经常损坏,出现卡死不转或转动不灵活改为号超高分子量聚乙烯轴套后无需润滑且运转灵活。矿车轴承。托辊轴承,可替代圆、滚动轴承。

矿车轴承、皮带机托辊轴承也都因工作条件恶劣时常损坏,改为超高分子量聚乙烯轴套后通过试应用效果良好,特别是皮带机托辊轴承运转灵活,从根本上克服了原托辊卡死不转现象。

三、结论

（1）添加铜粉对超高分子量摩擦系数无影响,但有利于热传导,并且能减少粘弹体的滞后能耗生热。

（2）添加超细玻璃微珠可使超高分子量摩擦系数略有增加,但能大大提高其耐磨性和耐热性。

（3）添加二硫化氢可使超高分子量摩擦系数明显降低,减少发热,从而提高了PV值。

（4）对于轴套来说最好是同时添加种添加剂,这样可大大提高其综合性能。