影响橡胶摩擦磨损性能的因素

由于高弹性，低模量的特点，橡胶的摩擦磨损性能受自身物理力学性能的影响较大。橡胶的硬度较小，与刚性物体接触时，真实接触面积较大，而真实接触面积的大小是决定摩擦的重要因素，因此，橡胶的硬度对其摩擦性能的影响较大。 橡胶的粘弹性参数tanδ对摩擦力有直接的影响，而橡胶交联度的降低，使tanδ增大，因此摩擦力增大，摩擦系数和磨损也随之增大。从物理化学的角度来看，交联越弱，磨损率越高，是由于较低程度的交联易被机械应力破坏的缘故。研究发现，电子束辐照导致乙丙三元橡胶的交联度增加，使得摩擦降低。 橡胶表面自由能的高低决定了橡胶与对偶间相互作用力的大小，进而对橡胶的粘着摩擦产生影响。一般而言，摩擦系数随表面自由能的增加而增大。 对橡胶进行填充改性时，在改变橡胶的物理力学性能的同时，也改变了橡胶的摩擦学性能。研究单轴定向聚酰胺纤维增强的氯丁橡胶(SFRR)和芳纶短纤维增强的天然橡胶时，发现材料的摩擦学行为与滑动方向密切相关，沿垂直于纤维取向方向摩擦时，磨损率 ，沿纤维取向摩擦时，磨损 大。在抗油性的丁腈橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、氟橡胶中，加入润滑剂(如有机硅油、MoS2等)后发现MoS2可在橡胶表面形成一润滑层，能降低表面能和滞后效应，进而使摩擦系数显著降低。 利用自身离子辅助离子镀，在橡胶表面沉积一层铜、钛、钨、锆等金属，能有效降低橡胶与对偶间的真实接触面积，显著降低摩擦力。氯化也可降低橡胶的摩擦系数及其对滑动速度和温度的依赖性。 橡胶的摩擦与粘弹性参数tanδ和弹性模量有直接关系，弹性模量随温度的升高而降低，tanδ则随温度的升高先上升后下降(极值点温度低于0°)。随温度的升高，橡胶的弹性模量下降，磨损斑纹间距增大。高温条件下，由于橡胶老化严重，撕裂强度降低，使得磨损率显著增加，并且磨损率呈周期性大范围变化。 润滑剂的存在可阻止橡胶与对偶面的直接接触，粘着摩擦明显降低，橡胶磨粒磨损的斑纹间距减小，磨损率也显著降低。但在选用润滑剂时，必须考虑它对橡胶的溶胀作用，以及高温油润滑所导致的橡胶的化学降解或热降解，否则可能会加剧磨损。

摩擦磨损试验机在汽车配件行业中的应用

刹车片也叫刹车皮。在汽车的刹车系统中,刹车片是 关键的安全零件，所有刹车效果的好坏都是刹车片起决定性作用，所以说好的刹车片是人和汽车的保护神。刹车片一般由钢板、粘接隔热层和摩擦块构成，其中隔热层是由不传热的材料组成，目的是隔热。摩擦块由摩擦材料、粘合剂组成，刹车时被挤压在刹车盘或刹车鼓上产生摩擦，从而达到车辆减速刹车的目的。由于摩擦作用，摩擦块会逐渐被磨损，一般来讲成本越低的刹车片磨损得越快。摩擦材料使用完后要及时更换刹车片，否则钢板与刹车盘就会直接接触， 终会丧失刹车效果并损坏刹车盘。 很多客户对于摩擦系数还是比较陌生的，其实摩擦系数的检测并没有那么神秘，一般是通过摩擦磨损试验机测试出来的。摩擦磨损试验机是试验机大家族中一个小的分支，在国内，占整个试验机市场份额不到1%，属于较小的门类，但它却与人们的生活息息相关。例如通过测试地板(砖)的摩擦系数可以确定其防滑性能，而摩擦系数过小的地板(砖)可能会让人意外滑倒，尤其是老年人，会造成严重后果;再比如无论多硬的金属假牙， 多能用5-10年，而普通的钙质牙一般可以用一辈子，这其中的原因也是摩擦学研究的领域之一。 12年前，国内还没有摩擦磨损试验机行业及科目，大部分人用经验来判断产品与摩擦相关的品质。但仪器可以直接将感觉量化，这种量化使得批量生产的产品有了质量保证，所以国外一直非常重视这方面的研究。“近3~5年，国内一些高校和大型企业开始购买摩擦磨损试验机，但是 于在科研方面使用，在工业生产中的应用其实很少。