Mikrokapselteknik som förändrar spelplanenUtökar det funktionella tillämpningsområdet för plast
Förutom smörjfetter, pastor och smörjmedelsdispersioner är beläggningar också effektiva smörjmedelssystem. BECHEM Bondade beläggningssystem är oumbärliga vid massproduktion av kolvar till premiummotorer. Trots detta är många utvecklare och leverantörer omedvetna om det stora antalet möjliga applikationer för bondade beläggningar.
Dessa beläggningar består av utvalda fasta smörjmedel dispergerade i organiska eller oorganiska bindemedel i lösningsmedel eller vatten. Efter applicering och härdning bildas en fast bindning av bindemedel och fasta smörjmedel. Under tribologiska påfrestningar överförs de fasta smörjmedlen till den passande kroppen. Därmed bildas en överföringsfilm som reducerar skjuvkrafterna och friktionskoefficienterna. Det finns ett stort antal bindemedel och fasta smörjmedel, även sådana som är baserade på nanoteknik, med många olika egenskaper för de mest skiftande utvecklingsbehov.
Inkapslade smörjmedel och aktiva ingredienser i dry-to-touch-applikationer erbjuder lösningar på många problem. Deras användning i formsprutning gör dem till en teknisk game changer.
- omvandla flytande ämnen till torrt pulver,
- kapsla in mycket flyktiga ämnen,
- Skydda ämnen från att reagera, t.ex. med luft, ljus eller vätskor, och frigöra dem vid behov,
- hålla reaktiva ämnen åtskilda från varandra,
- Frigöra aktiva substanser på ett målinriktat sätt eller under en viss tidsperiod eller
- tillföra en produkt ytterligare funktioner, t.ex. färg eller lukt
- Minskning av friktion och slitage
- Minimering av buller
- Konstanta friktionskoefficienter med mycket låg spridning
- Användning under extrema förhållanden (temperatur, vakuum och damm)
- Temperaturbeständighet från - 70 °C till + 450 °C, beroende på typ
- Beläggningar som är resistenta mot mineralolja och kemikalier är möjliga
- Förbättrad inkörning av maskinelement och nödkörningsegenskaper
- Mycket bra korrosionsskydd
- Ren applicering - ingen förorening av friktionspunkt och miljö
- Undvikande av vibrationsfriktionsförslitning (frätkorrosion)
- Tunna skikt kan åstadkommas (5 - 30 μm)
- Många bondade beläggningar kan målas över
- Förbättring av monteringsalternativen för maskinelement
Mikrokapslar (1-1000 µm i storlek) med ett kärnmaterial fyllt med aktiva ingredienser i den bundna beläggningen förstärker den smörjande effekten hos de fasta smörjmedel som de innehåller. Mikrokapslarna immobiliserar fasta, flytande eller gasformiga ämnen i mycket små portioner, omgivna av en vägg eller ett matrismaterial.
SEM-bilder illustrerar den aktiva principen: sfäriska behållare i den bundna beläggningen, fyllda med smörjmedel eller andra aktiva substanser, är endast synliga i ett svepelektronmikroskop. Under belastning frigörs smörjmedlet i doser till friktionspunkten, vilket bildar en effektiv smörjfilm och minskar friktion och slitage. Inkapslingen skyddar mot inkompatibilitet mellan hartsbindningssystemet och smörjmedlen.
Minimalt slitage på ytan kan ses efter varje rörelse. Mikrokapseltekniken utnyttjar detta till sin fördel: den mekaniska påverkan på den bundna beläggningen gör att kapselskalet öppnas och släpper ut det extra smörjmedlet i doser. Den kontinuerliga friktionsrörelsen i det tribologiska gapet fördelar smörjmedlet ytterligare och säkerställer en yta med torrt grepp. När slitaget fortskrider uppnås djupare kapslar, vilket säkerställer en konstant tillförsel av smörjmedel.
Mikrokapslar i formsprutning
I en mängd olika applikationer (t.ex. skjutdörrar eller plastväxlar) utsätts plastkomponenter för friktion och slitage. Plasttillverkare integrerar därför ibland fasta smörjmedel i plaster för att minska slitaget på komponenterna. Det är dock endast ett fåtal fasta smörjmedel som är lämpliga för plastbearbetning och användningen av dessa kommer att minska betydligt igen i samband med den kommande PFAS-förordningen. Däremot finns det ett mycket bredare utbud av flytande smörjmedel, varav vissa är mer effektiva, men det är svårt att integrera dem i plast.
Det är just här som mikrokapseltekniken kommer in i bilden, eftersom flytande smörjmedel kapslas in på ett sådant sätt att de kan införlivas i polymerer som funktionella ämnen. På så sätt kan alla fördelar med ett flytande smörjmedel utnyttjas i den efterföljande applikationen i komponenten. Vi kunde visa att införandet av smörjmedelsfyllda mikrokapslar i plast minskar slitaget med upp till 85 procent, vilket inte bara gör processerna effektivare utan också minskar mängden mikroplaster i miljön. Det fria valet av ingrediens möjliggör dock ett mycket bredare spektrum av möjliga tillämpningar, från förbättrade komponenter till alternativa designprocesser.
Plastkomponenten får smörjning på begäran från sammansatta mikrokapslar under friktionskontakt. Den är självsmörjande under tryck, ett verkligt alternativ till grafit eller oljor som sipprar ut.
Hur effektivt smörjningen kan byggas upp i friktionspunkten hos plastdetaljer (material POM-C) visas genom att titta på kurvorna för friktionskoefficienten vid konstant yttryck.
Applikationsexpert Anti-friktionsbeläggningar
Skriv ett e-postmeddelande till mig
BECHEM Expert för:
- Anti-friktionsbeläggning
- Beläggning av kolvar
- Plastbeläggning och modifiering
Banbrytande mikrokapselteknik: utökar plastens funktionella räckvidd