Reibung und Verschleiß eigenverstärkter Polymerwerkstoffe

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Kurzfassung

Die Reibungs- und Verschleißeigenschaften der durch die orientierte Kristallisation eigenverstärkten Polymerwerkstoffe und der eigenverstärkenden LCPs wurden im Modellsystem auf einem Stift-Scheibe-Prüfstand zur Ermittlung der Gleiteigenschaft auf Eis, sowie im betriebsähnlichen System auf einem Lagerbuchsenprüfstand untersucht. Unter variierten Parametern wurde der Einfluss des Eigenverstärkungsgrades und dadurch der mechanischen Eigenschaften, der Orientierungsrichtung, sowie Verschleißeigenschaften ermittelt. Die Verschleißmechanismen wurden mittels rasterelektronenmikroskopischen Untersuchungen an Reibflächen analysiert.
Die Wirkung der Eigenverstärkung, Verstärkungs- und Schmierzusätze auf die Reibungs- und Verschleißeigenschaften wurden verglichen. Die Reibung auf die Verschleißeigenschaften von Polymerwerkstoffen können durch Eigenverstärkung verbessert werden, die Wirkungen sind bei höherer Umgebungstemperatur und rauem Reibpartner besonders deutlich. Die Eigenverstärkung stellt mit ihren vorteilhaften Eigenschaften eine Ergänzung zu den klassischen Modifikationsmethoden dar.
Die Untersuchung bei variierter mechanischer Beanspruchung zeigt, dass aufgrund des viskoelastischen Verhaltens der Polymerwerkstoffe die Gleitgeschwindigkeit und Flächenpressung die tribologischen Eigenschaften auf eine komplizierte Weise beeinflusst und bei der Berechnung des Verschleißes anstelle des p*v-Wertes der Einfluss der Gleitgeschwindigkeit und der Flächenpressung separat betrachtet werden soll.

Abstract

Tribological properties of the oriented crystallized, self-reinforced polymer materials and self-reinforcing LCPs were investigated on a pin-on-disk test system, a test system for friction property on ice and a journal bearing test system. The influence of mechanical properties, the direction of orientation, triboligical properties was studied. The mechanism of wear were analyzed with a SEM.
The effects of self-reinforcement, lubricating and wear resistent fillers on the tribological properties are compared. The tribological properties of polymer materials can be improved by means of self-reinforcement. The effects of self-reinforcement can be revealed especially at elevated temperature and on rough surface of counterpart. In case that special tribological properties are desired, both methods can complement each other.
The investigation shows that the velocity and the pressure influence the tribological properties in a complicated way because of the viscoelastic behaviour of polymers. Therefore, instead of pressure-velocity-multiplier (p*v), the influence of velocity and pressure should be evaluated separately in calculation of wear.

120 Seiten
ISBN 3-18-142005-0

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Lydia Lanzl, M.Sc.