Понимание износостойкости полимеров: фокус на PEEK

Понимание износостойкости полимеров: почему материал PEEK вне конкуренции

Когда речь заходит о применении высокоэффективных полимеров, износостойкость часто оказывается недооценённой, но крайне важной характеристикой. Особенно в таких точных отраслях, как полупроводники, медицинское оборудование и автомобилестроение, способность материала противостоять трению напрямую влияет на безопасность, надёжность и срок службы продукции.

Почему износостойкость так важна?

Износостойкость — это способность материала противостоять повреждениям при повторяющемся контакте, трении или скольжении. В реальных условиях:

• Полупроводники: Микрочастицы, образовавшиеся в результате износа, могут загрязнить кремниевые пластины.

• Автоиндустрия: Сальники и подшипники выходят из строя под воздействием пыли и вибраций.

• Медицина: Частицы износа могут вызвать воспаления или отторжение имплантов.

Во всех этих ситуациях PEEK (полиэфирэфиркетон) демонстрирует выдающиеся антифрикционные свойства.

Наука о трении и износе полимеров

Трение у полимеров проявляется через два основных механизма:

1. Адгезионное трение

Как две жевательные резинки, поверхности полимеров взаимодействуют на молекулярном уровне — чем сильнее силы взаимодействия, тем выше трение.

2. Механическая зацепка

Неровности на поверхности материала цепляются друг за друга — чем выше шероховатость, тем выше сопротивление движению.

От чего зависит трение?

• Поверхностная энергия: чем выше, тем выше трение. У PEEK — умеренная энергия → меньше адгезии.

• Подвижность цепей: гибкие цепи увеличивают трение. У PEEK жёсткая структура → стабильность.

• Кристалличность: высокая упорядоченность снижает трение. PEEK — высококристалличный полимер.

• Теплостойкость: Tg и Tm у PEEK высокие → он стабилен даже при 260°C.

Трение ≠ Износ

Низкий коэффициент трения не означает высокую износостойкость. Важны:

• Предел текучести и твёрдость

• Усталостная прочность

• Ударная вязкость

• Способность к самовосстановлению

PEEK сочетает низкое трение и высокую механическую стабильность.

Как повысить износостойкость?

Смазочные наполнители

• Графит, MoS₂, PTFE → создают сухую смазку, уменьшая адгезию.

Укрепляющие наполнители

• Тальк, CNT, оксиды → увеличивают твёрдость, стабилизируют поверхность.

Комбинированные системы

• Пример: PTFE + углеволокно → низкое трение + высокая прочность.

Почему «неправильные» наполнители вредны?

• Неравномерное распределение → абразивность

• Слишком крупные частицы → разрушение

• Слабая совместимость → трещины

PEEK-композиты, как ARKPEEK-MOD, требуют точного инженерного подхода.

Почему стоит выбрать PEEK?

✅ До 260°C без деформаций
✅ Высокая кристалличность и жёсткость
✅ Отличная совместимость с наполнителями
✅ Низкое водопоглощение
✅ Высокая химическая и усталостная стойкость