各位來賓，各位朋友，

大家下午好！我是今天的講座嘉賓，來自化工領(lǐng)域的資深“煉金術(shù)士”，今天我們不煉丹，只聊“耐磨”這件事兒。

話說這世界上的好東西，千好萬好，壽命短了就讓人扼腕嘆息，恨不得給它續(xù)個命。就拿咱們腳下踩的鞋底來說，尤其是那些高回彈的運動鞋，恨不得穿上它跑馬拉松也不壞。再比如工業(yè)生產(chǎn)線上兢兢業(yè)業(yè)的滾輪，日夜不停地轉(zhuǎn)動，磨損可是個大問題。所以今天的主題就應(yīng)運而生了——“聚氨酯彈性體制品中使用高效耐磨劑，打造高耐磨損、長壽命的產(chǎn)品”。

咱們先來聊聊這聚氨酯彈性體，英文名叫polyurethane elastomer，簡稱tpu。這玩意兒，可塑性強，彈性好，耐磨性也不錯，所以在各行各業(yè)混得風(fēng)生水起。但是！注意這個但是！再好的東西，也有它的短板，純粹的tpu，耐磨性還是有提升空間的，尤其是面對一些“惡劣環(huán)境”，比如高負(fù)荷、高摩擦、高溫等等，那磨損速度，簡直像開了火箭，讓人心疼。

這就好比咱們?nèi)?，天生體格好，但是不鍛煉，不保養(yǎng)，一樣容易生病。所以，我們需要“良藥”，也就是今天的主角——高效耐磨劑。

一、認(rèn)識耐磨劑：給聚氨酯彈性體穿上“金鐘罩鐵布衫”

耐磨劑，顧名思義，就是能提升材料耐磨性能的添加劑。它就像是給聚氨酯彈性體穿上了一層“金鐘罩鐵布衫”，讓它在磨損面前更加堅挺。

那么，耐磨劑是怎么發(fā)揮作用的呢？簡單來說，主要有以下幾個方面：

1. 增強基體強度： 耐磨劑可以填充聚氨酯彈性體的微觀結(jié)構(gòu)，提高材料的整體強度和硬度，使其不易被磨損。這就像水泥里摻入砂石，提高建筑物的強度一樣。

2. 改善摩擦性能： 有些耐磨劑可以降低材料的摩擦系數(shù)，減少摩擦力，從而降低磨損。就好比給機器零件涂上潤滑油，減少摩擦阻力。

3. 形成保護層： 有些耐磨劑可以在材料表面形成一層致密的保護層，阻止磨損介質(zhì)直接接觸材料，起到保護作用。這就像給手機貼上鋼化膜，保護屏幕免受刮擦。

4. 分散應(yīng)力集中： 耐磨劑可以分散磨損過程中產(chǎn)生的應(yīng)力，避免應(yīng)力集中導(dǎo)致的局部破壞。這就好比在大壩上修建泄洪道，分散水流壓力，避免大壩垮塌。

二、耐磨劑的種類：各有所長，百花齊放

市面上的耐磨劑種類繁多，就好比武林門派，各有各的絕招。常見的耐磨劑可以分為以下幾類：

• 無機填料類： 比如二氧化硅、氧化鋁、碳酸鈣、滑石粉等。這些填料就像是“硬骨頭”，可以提高材料的硬度和耐磨性。

• 有機填料類： 比如ptfe（聚四氟乙烯）、石墨、二硫化鉬等。這些填料具有自潤滑性，可以降低摩擦系數(shù)，減少磨損。

• 納米填料類： 比如納米二氧化硅、納米氧化鋁、碳納米管等。這些填料尺寸小，比表面積大，可以更有效地提高材料的性能。

• 特殊添加劑類： 比如硅油、磷酸酯等。這些添加劑可以改善材料的潤滑性、韌性，從而提高耐磨性。

不同的耐磨劑，各有各的特點和適用范圍。選擇合適的耐磨劑，需要根據(jù)具體的應(yīng)用場景和性能要求進行綜合考慮。

三、高效耐磨劑的選擇：對癥下藥，事半功倍

選擇耐磨劑，可不是隨便抓一把就行，需要“對癥下藥”，才能達到事半功倍的效果。那么，如何選擇高效耐磨劑呢？

1. 明確應(yīng)用場景： 不同的應(yīng)用場景，對耐磨性的要求不同。比如高回彈鞋底，更注重耐屈撓性、耐磨損性；而工業(yè)滾輪，更注重耐高負(fù)荷、耐沖擊性。

2. 分析磨損機理： 了解磨損發(fā)生的具體原因，比如是磨粒磨損、粘著磨損，還是疲勞磨損，才能選擇合適的耐磨劑。

3. 考慮材料相容性： 耐磨劑必須與聚氨酯彈性體具有良好的相容性，才能均勻分散在材料中，發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

   

4. 考慮材料相容性： 耐磨劑必須與聚氨酯彈性體具有良好的相容性，才能均勻分散在材料中，發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

5. 關(guān)注性能指標(biāo)： 關(guān)注耐磨劑的粒徑、比表面積、分散性、熱穩(wěn)定性等性能指標(biāo)，確保其符合應(yīng)用要求。

四、聚氨酯彈性體制品耐磨性能評價指標(biāo)

為了衡量聚氨酯彈性體制品的耐磨性能，我們需要一些“尺子”，也就是評價指標(biāo)。常見的評價指標(biāo)有以下幾種：

• 阿克隆磨耗試驗 (akron abrasion test)： 模擬橡膠或彈性體在實際使用中的磨損情況，通過測量試樣在一定條件下的磨損體積或質(zhì)量損失來評價其耐磨性。

  參數(shù)	說明
  磨輪類型	標(biāo)準(zhǔn)阿克隆磨輪
  試驗載荷	根據(jù)材料和標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)定
  試驗時間	根據(jù)材料和標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)定
  測量指標(biāo)	磨損體積或質(zhì)量損失
  單位	mm3/轉(zhuǎn) 或 mg/轉(zhuǎn)

• din磨耗試驗 (din abrasion test)： 一種常用的橡膠和塑料耐磨性測試方法，通過將試樣在旋轉(zhuǎn)的磨盤上進行磨損，測量其磨損體積來評估耐磨性。

  參數(shù)	說明
  磨盤類型	標(biāo)準(zhǔn)din磨盤
  試驗載荷	5 n 或 10 n
  試驗距離	40 m
  測量指標(biāo)	磨損體積
  單位	mm3

• taber磨耗試驗 (taber abrasion test)： 通過兩個砂輪在試樣表面旋轉(zhuǎn)磨損，測量試樣的重量損失或磨損深度來評價其耐磨性。適用于評估各種材料的耐磨損性能，如塑料、涂層、紡織品等。

  參數(shù)	說明
  砂輪類型	cs-10，cs-17，h-18 等
  試驗載荷	500 g，1000 g 等
  試驗圈數(shù)	根據(jù)材料和標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)定
  測量指標(biāo)	重量損失或磨損深度
  單位	mg 或 mm

• 沖擊磨損試驗： 模擬材料在高沖擊力下的磨損情況，通過測量試樣的磨損程度來評價其耐沖擊磨損性能。

• 疲勞磨損試驗： 模擬材料在循環(huán)應(yīng)力下的磨損情況，通過測量試樣的磨損程度來評價其耐疲勞磨損性能。

這些評價指標(biāo)就像是“體檢報告”，可以客觀地反映聚氨酯彈性體制品的耐磨性能，為產(chǎn)品開發(fā)和質(zhì)量控制提供依據(jù)。

五、案例分析：高效耐磨劑在聚氨酯彈性體制品中的應(yīng)用

1. 高回彈鞋底： 在高回彈鞋底中加入納米二氧化硅或ptfe，可以顯著提高鞋底的耐磨性和耐屈撓性，延長使用壽命。這就像給跑鞋裝上“永動機”，讓跑者跑得更遠。

   產(chǎn)品類型	耐磨劑	添加量（wt%）	阿克隆磨耗試驗結(jié)果（mm3/轉(zhuǎn)）	性能提升（%）
   純tpu鞋底	無	0	50	–
   添加納米sio2鞋底	納米sio2	3	35	30
   添加ptfe鞋底	ptfe	5	30	40

2. 工業(yè)滾輪： 在工業(yè)滾輪中加入碳化硅或氧化鋁，可以顯著提高滾輪的耐高負(fù)荷性和耐沖擊性，減少磨損。這就像給滾輪裝上“鋼筋鐵骨”，讓機器運轉(zhuǎn)更穩(wěn)定。

   產(chǎn)品類型	耐磨劑	添加量（wt%）	din磨耗試驗結(jié)果（mm3）	性能提升（%）
   純tpu滾輪	無	0	80	–
   添加碳化硅滾輪	碳化硅	10	50	37.5
   添加氧化鋁滾輪	氧化鋁	10	45	43.75

3. 密封件： 在密封件中加入二硫化鉬或石墨，可以顯著提高密封件的自潤滑性和耐磨性，減少泄漏。這就像給密封件涂上“潤滑劑”，讓機器運行更順暢。

這些案例充分說明，選擇合適的高效耐磨劑，可以顯著提高聚氨酯彈性體制品的耐磨性能，延長使用壽命，為用戶帶來更大的價值。

六、未來展望：耐磨劑的創(chuàng)新之路

隨著科技的進步，耐磨劑的研發(fā)也在不斷創(chuàng)新。未來，耐磨劑的發(fā)展方向主要有以下幾個方面：

• 納米化： 將耐磨劑納米化，可以提高其分散性、相容性和性能。
• 復(fù)合化： 將多種耐磨劑復(fù)合使用，可以發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)，提高整體性能。
• 智能化： 開發(fā)具有自修復(fù)功能的耐磨劑，可以延長材料的使用壽命。
• 環(huán)?；?/strong> 開發(fā)環(huán)保、無毒的耐磨劑，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。