為齒輪嚙合傳動(dòng)制品選擇高分子材料

1、為齒輪嚙合傳動(dòng)制品選擇高分子材料第1頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)44分，星期日齒輪類嚙合傳動(dòng)制品用塑料制品包括：齒輪、齒條、鏈輪、鏈條及凸輪等。性能要求： 沖擊強(qiáng)度較高，一定的彈性 彎曲和接觸疲勞強(qiáng)度較高 摩擦系數(shù)較低，耐磨性好 成型精度和尺寸穩(wěn)定性好 熱膨脹系數(shù)低，吸水、吸油性好 有自潤(rùn)滑性和耐熱性好 應(yīng)力開(kāi)裂傾向小 第2頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)44分，星期日第3頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)44分，星期日常見(jiàn)齒輪材料： 通用工程塑料：PA類（PA6、PA66、PA9、PA610、PA1010、MC5） POM PC 增強(qiáng)或改性工程塑料：GFPA、

2、GFPC、GFPET、GFPBT、MPPO 特種工程塑料：PI、PPS 第4頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)44分，星期日 聚甲醛（POM） 聚甲醛是以甲醛為主要單體、 聚合物主鏈中結(jié)構(gòu)單元 以CH2O為主構(gòu)成的聚合物，分為均聚甲醛和共聚 甲醛兩類：均聚甲醛的端基一般為乙?；还簿奂兹┏?結(jié)構(gòu)單元CH2O之外， 還夾有CH2CH2O或 C4H8O 單元，端基一般是丁氧基醚或羥基乙基醚 ，如 從聚甲醛的分子結(jié)構(gòu)可見(jiàn)，高分子的主鏈由-C-O-組成，沒(méi)有側(cè)鏈，化學(xué)結(jié)構(gòu)既規(guī)整又對(duì)稱，分子間作用力 大，密度高，易結(jié)晶，使分子運(yùn)動(dòng)和鏈的內(nèi)旋變得困難。 因此，聚甲醛是一種結(jié)構(gòu)緊密，沒(méi)有側(cè)鏈，高密度

3、、高結(jié)晶的線性聚合物，其分子量可達(dá)數(shù)萬(wàn)到十余萬(wàn)。聚甲醛不透明、易著色、易燃燒，其制品有光澤且光滑、致 密，薄壁部分呈現(xiàn)半透明，其燃燒熔融滴液有強(qiáng)烈的甲醛味和魚(yú)腥味。 第5頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)44分，星期日聚甲醛的主要特性 （1）機(jī)械性能優(yōu)良。聚甲醛的拉伸強(qiáng)度達(dá) 70MPa，可在-40100的范圍內(nèi)長(zhǎng)期使用。 其抗蠕變性PAPOMPC、POM略PC、POM，模量PC并和POM接近，硬度與POM接近.第9頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)44分，星期日項(xiàng)目PPOMPPO拉伸強(qiáng)度/MPa23 81.567.593 56.245.7彎曲強(qiáng)度/MPa-17.8 133.61

4、12.423 116.095.093 86.551.0沖擊強(qiáng)度/MPa-40 53.474.823 64.196.193 90.8224.3蠕變量/()(14MPa,300h)0.500.75斷裂伸長(zhǎng)率/23 2040203093 30703040極限疲勞強(qiáng)度/MPa(2x106次）8.417.6摩擦因數(shù)0.180.230.240.30剪切強(qiáng)度/MPa77.373.8第10頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)44分，星期日MPPO是非結(jié)晶型塑料，成型收縮率低，沖擊強(qiáng)度高，剛性較大，耐蠕變性優(yōu)良，濕度對(duì)其力學(xué)性能影響小，基本保持PPO物理化學(xué)性能特點(diǎn)。PPO有較高的耐熱性。Tg=210,T

5、d=350,馬丁耐熱溫度為160，催化溫度低于-170，熱變形溫度為190 ，最高連續(xù)使用溫度為120 ，耐熱性可達(dá)到熱固性酚醛聚酯的水平，優(yōu)于PC、PA、ABS等工程塑料。MPPO的耐熱性略低于PPO，與PC接近。且熱變形溫度、Tg與HIPS有關(guān)。PPO和MPPO很難吸水，電絕緣性十分優(yōu)異。且成型收縮率小僅為0.20.7。均有十分優(yōu)異的耐水性和耐化學(xué)腐蝕性。第11頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)44分，星期日MPPO 因其優(yōu)良的綜合性能，特別是強(qiáng)度高、尺寸穩(wěn)定性、電氣絕緣性、耐腐蝕性和耐蒸煮性在工程塑料中很突出，價(jià)格適中，加工性好，但有應(yīng)力開(kāi)裂傾向。因而最適宜應(yīng)用在潮濕、有負(fù)荷、電

6、絕緣、力學(xué)性能和尺寸穩(wěn)定性要求高的場(chǎng)合。如電子電器零件、汽車辦公機(jī)械和精密機(jī)械。 在齒輪應(yīng)用方面適用于高溫水或蒸汽中工作的精密齒輪。第12頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)44分，星期日聚苯硫醚 （Polyphenylene sulfide ）分子鏈上含有苯硫基的高性能熱塑性樹(shù)脂 。屬于特種工程塑料。苯環(huán)和硫原子交替排列構(gòu)成的線性或略帶支鏈的高分子化合物。分子鏈規(guī)整性強(qiáng)，結(jié)晶。原粉結(jié)晶度高達(dá)75。主鏈上苯環(huán)與硫原子形成共軛，硫原子尚未處于飽和。由于硫原子極性被苯環(huán)共軛及高結(jié)晶度的束縛，呈非極性或弱極性的特點(diǎn)。第13頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)44分，星期日主要性能： 電性

7、能優(yōu)良 除受強(qiáng)氧化酸外，不受大多數(shù)酸、堿鹽的侵蝕，化學(xué)穩(wěn)定性接近于PTFE，與一般有機(jī)溶劑接觸不會(huì)出現(xiàn)制品開(kāi)裂，對(duì)紫外線穩(wěn)定。 極限氧指數(shù)4453，有自熄性。 耐化學(xué)介質(zhì)性、尺寸穩(wěn)定性好，耐熱性高。 由于它的強(qiáng)度高且均衡，耐熱性好，尺寸穩(wěn)定性高，適于中高載荷、240以下油潤(rùn)滑齒輪。第14頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)44分，星期日GFPC 在高分子主鏈中，出現(xiàn)重復(fù)單元的OROCO結(jié)構(gòu)，這一類材料統(tǒng)稱為聚碳酸酯。隨重復(fù)單元中R基團(tuán)的不同，可分為脂肪族、脂環(huán)族、芳香族等幾個(gè)類型，目前只有芳香族聚碳酸酯具有工業(yè)價(jià)值，其中尤以雙酚A型聚碳酸酯為主，是無(wú)定形熱塑性塑料。一般情況下，不作特殊說(shuō)

8、明，凡說(shuō)道“聚碳酸酯”指雙酚A型聚碳酸酯，其重復(fù)單元為：第15頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)44分，星期日 聚碳酸酯的重要性能 （1）聚碳酸酯具有良好機(jī)械性能，PC的耐蠕變性相當(dāng)優(yōu)良，在工程塑料中吸水率幾乎是最低的，因此其制品的尺寸穩(wěn)定性十分好；PC的沖擊強(qiáng)度在工程塑料中是很突出的，耐磨性較差，但仍比金屬的耐磨性要好得多。 （2）熱性能，PC可在-60-120下長(zhǎng)期使用。 （3）電性能。PC的電絕緣性能優(yōu)良，體積電阻率為(2-4)1016cm，介電強(qiáng)度為2022kV/mm，介電常數(shù)為2.8-3.1(103HZ)，介電損失角正切為510-4。 （4）耐油耐溶劑性較好，但是芳烴、氯化烴

9、、酚類、丙酮、吡啶、四氫呋哺、環(huán)己酮、乙酸乙酯、DMF等可使PC溶解或溶脹。 （5）耐燃、耐老化性。PC能燃，但可自熄；PC抗氣候能力和抗熱老化能力好。 （6）光學(xué)性能 PC具有良好的透過(guò)可見(jiàn)光的能力。對(duì)波長(zhǎng)400nm以下紫外光透過(guò)能力很弱，吸收305nm紫外光，有選擇地吸收特定波長(zhǎng)的紅外線而透過(guò)其它波長(zhǎng)的譜線。第16頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)44分，星期日性能30長(zhǎng)玻纖聚碳酸酯密度/(gcm-3）1.45拉伸強(qiáng)度/MPa130140拉伸模量/MPa104斷裂伸長(zhǎng)率/5彎曲強(qiáng)度/MPa170壓縮強(qiáng)度/MPa120130簡(jiǎn)梁沖擊強(qiáng)度/(KJ.cm-2),缺口1013熱變形溫度(1

10、.81MPa)/146收縮率0.20.3吸水率0.1第17頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)44分，星期日機(jī)械行業(yè) 制作高剛性、耐沖擊的制件，制造傳遞中小負(fù)荷的零部件如齒輪、蝸輪、蝸桿、鹵條、泵的葉輪、閥門、管件，各種器材的外殼和機(jī)械零件螺絲、螺帽、手柄、按鈕、銘牌等。 因強(qiáng)度、剛性及耐熱性無(wú)與GFPA相當(dāng)，尺寸穩(wěn)定性更好，但耐磨性稍差。適用于較高載荷和溫度下使用，可用于制造精密齒輪;運(yùn)行速度較高時(shí)，用潤(rùn)滑油。第18頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)44分，星期日聚酰胺又叫尼龍，是高分子主鏈上含有酰胺鍵結(jié)構(gòu)的高聚物，一般可由內(nèi)酰胺開(kāi)環(huán)聚合或者氨基酸或者對(duì)應(yīng)二酸二胺縮聚而得，屬于

11、逐步聚合反應(yīng)。在整個(gè)工程塑料中，尼龍的產(chǎn)量和消費(fèi)居于首位，大約占30左右。而在聚酰胺工程塑料中，80-90是尼龍6和尼龍66。聚酰胺的突出特點(diǎn)為優(yōu)良的耐磨性、耐磨擦和 自潤(rùn)性，較好的力學(xué)性能，耐油性優(yōu)異，氣體阻隔性好，耐疲勞性較好。缺點(diǎn)為吸濕性大、并對(duì)力學(xué)及電學(xué)性能影響大，耐酸，在潮濕環(huán)境中尺寸變化率大。選用種類：除PA6和PA66外。其它的聚酰胺類則有PA9、PA11、PA1010、PA610、MC5。第19頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)44分，星期日性能PA6PA66PA1010PA610PA11相對(duì)密度1.141.141.051.081.041.06成型收縮率/0.61.60

12、.81.51.01.51.21.2拉伸強(qiáng)度/MPa748055605562斷裂伸長(zhǎng)率/20060250200300Izod沖擊強(qiáng)度/(J/m)564040505638長(zhǎng)期使用溫度/1051058060熱變形溫度/70755752吸水率/3.04.23.43.61.51.82.01.05線膨脹系數(shù)/(X10-5/K)6.57811體積電阻率/cm 5X10137X10144X10144X10144X1013第20頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)44分，星期日MCPA單體澆鑄尼龍，又稱為MC尼龍或鑄型尼龍。MCPA以己內(nèi)酰胺或戊內(nèi)酰胺為單體，采用堿聚合法在模具中邊聚合邊成型。 MCPA的

13、分子量比PA6大一倍。因而其力學(xué)性能、尺寸穩(wěn)定性、耐疲勞性、耐磨性、沖擊強(qiáng)度、耐熱性、吸水性及電性能等都好于PA6約1倍以上。 MC尼龍主要用于大型制品，特別是需要量少、品種多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的制品，開(kāi)模具成本高時(shí)選用MC尼龍。具體產(chǎn)品有大型齒輪、先澆鑄再機(jī)械加工，滑動(dòng)軸承、中高速負(fù)載荷軸承、閥座及導(dǎo)軌等。第21頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)44分，星期日GFPA 各種脂肪類聚酰胺都可以用玻璃纖維增強(qiáng)加工，使力學(xué)性能包括強(qiáng)度、剛度、硬度大幅度提高，抗蠕變性改善，耐熱性提高，收縮率下降，尺寸穩(wěn)定性改善。玻璃纖維增強(qiáng)最佳含量約為3050，這時(shí)材料綜合性能最佳。玻纖維進(jìn)一步增加使物料熔體粘度太

14、大，加工困難，反而引起某些性能下降。第22頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)44分，星期日幾種增強(qiáng)聚酰胺的力學(xué)性能和熱性能性能增強(qiáng)PA6（GF30）增強(qiáng)PA610（GF30）增強(qiáng)PA1010（GF3035）密度/(g.cm-3)1.351.341.201.30拉伸強(qiáng)度/MPa150170140122拉伸模量/MPa5X103彎曲強(qiáng)度/MPa200240180155彎曲模量/MPa5.2X1035.3X1034.5X103斷裂伸長(zhǎng)率/1211簡(jiǎn)梁沖擊強(qiáng)度（kJ.m-2)缺口12912熱變形溫度/(1.81MPa)200150第23頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)44分，星期日P

15、A6、PA66 有較高的疲勞強(qiáng)度和耐震性，但吸濕性較大。適用于中等或較低載荷、80以下溫度，少潤(rùn)滑或無(wú)潤(rùn)滑條件下工作。PA9、PA610、PA1010強(qiáng)度及耐熱性較好，吸濕性小、尺寸穩(wěn)定性好適用同上，并可在濕度波動(dòng)較大的情況下工作 MC5強(qiáng)度及剛性較兩類尼龍好，耐磨性也更好適用于大型齒輪的制造GFPA強(qiáng)度、剛性及耐熱性均較好，屬于增強(qiáng)尼龍，尺寸穩(wěn)定性高適于高載荷、高溫場(chǎng)合下使用，傳動(dòng)效率高，高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)需加潤(rùn)滑油第24頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)44分，星期日價(jià)格：PPS FZ1140-D5 日本油墨 36000元/噸東莞市金甲塑膠有限公司GFPC 3410 德國(guó)拜耳 25600元

16、/噸 東莞順華（立諾）塑膠原料有限公司POM F20-03 泰國(guó)三菱 余姚市 15400元/噸 POM F20-03 南通寶泰菱余姚市 15200元/噸 POM F20-03 韓國(guó)工程余姚市 15300元/噸MPPO MX5327 美國(guó)GE 東莞市樟木頭增強(qiáng)塑膠原料經(jīng)營(yíng)部 20000元/噸第25頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)44分，星期日PA6 1013B 日本宇部 東莞市常平奧慶塑膠原料經(jīng)營(yíng)部 22000元/噸PA66 1300S 日本旭化成 余姚市 31000元/噸PA1010 11 上海賽璐珞 余姚市 78000元/噸GFPA 耐高溫GFPA 日本 廣州星的塑膠制品有限公司

17、18500元/噸第26頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)44分，星期日拓展：為剎車片的生產(chǎn)選擇合適的高分子料摩擦材料所選材料：填充PF、聚酰胺酰亞胺（改性PI） 剎車片：也叫剎車皮。在汽車剎車系統(tǒng)中，剎車片是最關(guān)鍵的安全零件，影響剎車效果好壞。廣泛應(yīng)用于各類交通工具如汽車、轎車、飛機(jī)的制動(dòng)器、離合器及軸承中。性能要求：耐磨性很高，耐熱性較高，耐熱溫度要達(dá)到200以上。第27頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)44分，星期日酰胺酰亞胺簡(jiǎn)稱：PAI Polyamide-imide 酰亞胺環(huán)和酰胺鍵有規(guī)則交替排列的一類聚合物。 性能：玻璃化溫度250300，250下具有優(yōu)越的機(jī)械性能。

18、熱變形溫度為269。使用溫度從低溫(-195)到230。 聚酰胺-酰亞胺的強(qiáng)度是當(dāng)今世界上任何工業(yè)未增強(qiáng)塑料不可比擬的模塑料拉伸強(qiáng)度90MPa(23)59MPa(260)，彎曲強(qiáng)度為157MPa(23)和96MPa(260)。 尺寸穩(wěn)定性和抗蠕變性優(yōu)良，耐腐蝕、耐輻照，但在潮濕環(huán)境中吸濕。粘結(jié)性、柔韌性好，可與環(huán)氧樹(shù)脂互混交聯(lián)固化，耐磨性良好。制備方法 由4,4-二氨基聯(lián)苯醚和1,2,4-偏苯三甲酸酐酰氯在極性溶劑二甲基乙酰胺中進(jìn)行縮合反應(yīng)，制成聚酰胺亞胺酸，然后在高溫下閉環(huán)生成不溶不熔高聚物。第28頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)44分，星期日應(yīng)用領(lǐng)域： 聚酰胺-酰亞胺具有優(yōu)良的機(jī)

19、械性能，本色料拉伸強(qiáng)度為190MPa。模制塑料主要用于齒輪、輥?zhàn)?、軸承和復(fù)印機(jī)分離爪等。它具有良好的耐燒蝕性能和高溫、高頻下的電磁性，可作飛行器的燒蝕材料、透磁材料和結(jié)構(gòu)材料。它對(duì)金屬和其它材料有很好的粘接性能，適用作漆包線漆、浸漬漆、薄膜、層壓板材、涂層和粘合劑。第29頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)44分，星期日硼改性酚醛樹(shù)脂用硼酸與苯酚生成硼酸酚酯，再與甲醛反應(yīng)，可提高耐熱性、瞬時(shí)耐高溫及機(jī)械強(qiáng)度等；用于剎車件及耐高溫消熔材料。最佳反應(yīng)條件為: 苯酚:甲醛:硼酸=1:2:0.3（摩爾比）?？s合反應(yīng)溫度70-75,硼酯化反應(yīng)溫度100-104。在控制反應(yīng)時(shí)間下脫水一次。硼改性酚醛樹(shù)脂的耐高溫性高于普通酚醛樹(shù)脂。第30頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)44分，星期日酚醛樹(shù)脂的性能高溫性能酚醛樹(shù)脂最重要的特征就是耐高溫性，即使在非常高的溫度下，也能保持其結(jié)構(gòu)的整體性和尺寸的穩(wěn)定性。因此，應(yīng)用于一些高溫領(lǐng)域，例如耐火材料，摩擦材料，粘結(jié)劑和鑄造行業(yè)。 粘結(jié)強(qiáng)度酚醛樹(shù)脂一個(gè)重要的應(yīng)用就是作為粘結(jié)劑。酚醛樹(shù)脂是一種多功能，與各種各樣的有機(jī)和無(wú)機(jī)填料都能相容的物質(zhì)。設(shè)計(jì)正確的酚醛樹(shù)脂，潤(rùn)濕速度特別快。并且在交聯(lián)后可以為磨具、耐火材料，摩擦材料以及電木粉提供所需要的機(jī)械強(qiáng)度，耐熱性能和電性