新型改性尼龙材料的应用

摘要：对新型改性环保尼龙材料的使用性能进行了测试，取得了节能减排、保护环境的良好效果。

关键词：新型改性尼龙材料

1.引言

受传统技术的影响，承受摩擦的部件以金属材料为主，为使其能工作于磨损和腐蚀交替作用的恶劣工况下，不仅材料选择苛刻，而且需要复杂的处理工艺，造成能源及原材料的极大浪费。显然，金属材料已经难以满足使用要求，必须考虑其它类型的材料（陶瓷，聚合物以及复合材料）。在相同的摩擦学环境中，因为高分子材料的结构和性能与金属有显著的区别，所以在磨损上往往有独特的表现，例如，低摩擦系数；低磨耗；减震吸声；高的化学稳定性；比模量高；不与环境发生反应，可用水而不生锈，优秀的腐蚀性能等等。正是由于高分子材料这些有别于金属的特性，其应用范围正日益扩大，在许多场合大有取代金属材料的趋势。

采用稀土和纳米技术对MC尼龙（浇铸尼龙）综合改性，使材料性能全面大幅提高，可代替铜材、铝材、尼龙、橡胶、木材等材料的工业应用。由于材料耐磨、抗压（冲击）性能极好，具有自、水功效，达到节能和环保的显著效果。本研究对稀土纳米改性MC尼龙（浇铸尼龙）材料进行了测试，证明其具有优异的物理机械及摩擦磨损性能，因此将其应用于汽艇上，替代金属轴承作为汽艇艉轴支撑轴承，对改性尼龙轴承进行了应用技术测试，取得了良好的效果。

2.实验部分

2.1 改性尼龙材料物理机械性能测试

2.1.1 冲击试验

按GB/T 1043-1993 硬质塑料简支梁冲击试验方法进行。

2.1.2 压缩强度试验

按GB/T1041-2008 塑料 压缩性能的测定进行。

2.1.3 摩擦系数测试

按GB/T3960-1983 塑料滑动摩擦磨损试验方法进行。

2.1.4密度测试

按GB/T1033-1986 塑料密度和相对密度试验方法。

2.1.5线膨胀系数测试

按GB/T1036-2008 塑料 -30℃～30℃线膨胀系数的测定 石英膨胀计法进行。

2.1.6硬度（邵尔 D）测试

按GB/T2411-2008 塑料和硬橡胶 使用硬度计测定压痕硬度（邵氏硬度）进行。

2.2 船用改性尼龙轴承材料摩擦性能测试测试

按《DNV 塑料舵轴承套管材料磨损试验说明》测试船用改性尼龙轴承的摩擦磨损性能。

3.实验结果

3.1 改性尼龙材料物理机械性能

如表1所示，新型稀土纳米改性MC尼龙材料具有优良的综合性能，冲击、压缩性能和摩擦系数分别为110 KJ/m2、135 MPa和0.070，而通用尼龙材料摩擦系数通常为0.1～0.3，由此可见稀土纳米改性MC尼龙材料超过了通用尼龙材料的性能。也正因为优异的摩擦性能和水特性，该材料非常适用于制造船用轴承。

3.2 船用改性尼龙轴承摩材料擦磨损性能

用挪威船级社的磨损摩擦试验方法对新型稀土纳米改性MC尼龙船用轴承材料进行了测试，测得其磨损率仅为0.41？0-6mm3/（N·m），轴承的其它摩擦性能如图1至图3所示。上述数据在国内非金属船用轴承领域尚未见报道，这也是本研究的独创性与先进性所在。这些数据是在海水的条件下测得的，因此可以看出，新型稀土纳米改性MC尼龙船用轴承具有非常优良的摩擦性能及水特性，这为轴承装船应用奠定了良好基础。

4.结论

本研究对新型稀土纳米改性MC尼龙材料进行了测试，表明该材料具有良好的物理机械性能和摩擦磨损性能，及水特性，海水条件下测得0.062～0.075的摩擦系数较普通改性尼龙0.1～0.3的摩擦系数有了显著减低，也证明了该产品作为船用轴承的优势。因此该产品在替代金属轴承作为船用推进艉轴支撑轴承领域具有极强的应用潜力。