1109810745

3.1. Rodzaje stosowanych napelniaczy

Do fizycznej modyfikacji polimerów stosowane są różnego typu napełniacze, które można klasyfikować na podstawie wielorakich kryteriów. Jednym ze sposobów klasyfikacji może być ich podział np. ze względu na rodzaj materiału. Innym sposobem klasyfikacji może być ich podział ze względu na kształt cząstek napełniacza.

Ze względu na pierwsze z wymienionych kryteriów klasyfikacji rozróżnia się podział na dwa zasadnicze rodzaje napełniaczy: metaliczne oraz niemetaliczne. Spośród najczęściej stosowanych napełniaczy metalicznych - zwykle o postaci proszkowej - można wymienić: niektóre metale (np. cyna, miedź, ołów), stopy łożyskowe (np. brązy, mosiądze), tlenki niektórych metali (jak: AI2O3, MgO, CU2O, TiC>2). Z napełniaczy niemetalicznych najczęściej stosowane są: inne polimery (np. PTFE, PE, różne żywice), napełniacze mineralne (np. kreda, mika) oraz inne substancje, jak: M0S2, sadza, grafit, włókno węglowe, włókno szklane itp. Inną klasyfikacją napełniaczy, także ze względu na rodzaj materiału, jest ich podział oparty na kryterium składu chemicznego związku, według którego dzieli się je na: organiczne i nieorganiczne [5],

Według kryterium kształtu, napełniacze zasadniczo dzieli się na: dyspersyjne - nazywane również proszkowymi (o postaci granulek, blaszek lub drobnych włókienek) i włókniste (włókna długie i włókna krótkie - cięte). Wymienione odmiany napełniaczy mogą obejmować wszystkie wymienione wcześniej rodzaje materiałów, jeśli tylko pozwalają na to ich własności.

Napełniacze wprowadza się do polimerów w różnych celach. Mogą one poprawiać wybrane własności fizyczne, ułatwiać przetwórstwo polimeru bądź mogą obniżać cenę, albo też spełniać jednocześnie (kompromisowo) wybrane lub wszystkie te cele. Dobór liczby napełniaczy, ich rodzaju i postaci oraz ich ilościowego udziału zależy od tego, jakie mają być docelowe właściwości kompozytu.

Możliwości znacznego polepszenia właściwości tribologicznych polimerów poprzez ich fizyczną modyfikację zilustrowano na przykładzie polioksymetylenu (POM, inaczej nazywany jako poliacetal). W warunkach tarcia technicznie suchego po stali o optymalnej wartości parametru chropowatości powierzchni R_a = 0,7+0,9 gm i twardości 45±1 HRC przy p = 1,24 MPa i v = 1 m/s, POM niemodyfikowany (badano krajowy POM o nazwie handlowej Tamoform 300) wykazywał intensywność zużycia liniowego \,\ = 26 gm/km oraz wartość współczynnika tarcia g=0,30+0,35. Do modyfikacji tego polimeru przyjęto następujące napełniacze: proszek PTFE, proszek brązu B10, napełniacz szklany (50% włókna szklanego i 50% mikrokulek szklanych). W wyniku badań tribologicznych, w podanych wyżej warunkach tarcia, określono składy kompozytów na osnowie Tarnoformu 300 z wymienionymi napełniaczami o optymalnych właściwościach tribologicznych. Poniżej przytoczono składy tych kompozytów wraz z ich właściwościami tribo-logicznymi podanymi w nawiasach:

•    POM + 20+25% obj. proszku PTFE + 7+18% obj. proszku brązu (I₇j=l+1,6 gm/km ,

g=0,18+0,20),

•    POM + 16+22% obj. proszku PTFE + 6% obj. wypełniacza szklanego (I_zi =1+1,5 gm/km,

g=0,18),

•    POM + 16+20% obj. proszku PTFE + 4+8% obj. proszku brązu + 6% obj. wypełniacza szklanego (I_z| < 1 gm/km , g=0,18).