Первичный политетрафторэтилен (PTFE) обладает очень низкой износостойкостью, и в PTFE добавляются наполнители для повышения его износостойкости при динамических нагрузках. Наночастицы, которые имеют по крайней мере одно измерение в диапазоне размеров от одного до 100 нанометров, предлагают альтернативу традиционным наполнителям.
В настоящее время им уделяется большое внимание в качестве наполнителей для полимеров, и они рекламируются как улучшающие механические и трибологические свойства при низкой степени заполнения, а также снижающие риск абразивного воздействия на сопрягаемые поверхности.
Нынешняя шумиха в отрасли связана с повышением производительности уплотнений за счёт использования наночастиц в качестве наполнителей для уплотнительных материалов на основе политетрафторэтилена (PTFE). Всегда стремясь улучшить свои материалы, компания Trelleborg решила исследовать и сравнить способность традиционных добавок Turcon® снижать износ с наночастицами в качестве добавок.
Были протестирован ПТФЭ, наполненный следующими наночастицами: углеродные нанотрубки (MWCNT), альфа-оксид алюминия (Al2O3, альфа), бета оксид алюминия (Al2O3, бета), оксид олова (SnO2), оксид меди (CuO), оксид цинка (ZnO) и оксид железа (Fe2O3) во всех случаях при 1 мас.%. Производительность сравнивалась как с первичным ПТФЭ, так и с Turcon® T05.
Результаты показывают, что различные типы наночастиц по-разному влияют на износостойкость ПТФЭ, начиная от практически полного отсутствия эффекта и заканчивая снижением износа более чем в 50%. Для некоторых наночастиц производительность зависела от того, работали ли системы всухую или смазывались.
Например, MWCNT очень хорошо работал при сухой нагрузке, но плохо работал в условиях смазки, в то время как другие, такие как Al2O3 (альфа), давали хорошую общую производительность. Однако ни один из материалов, наполненных наночастицами, не был способен превзойти износостойкость Turcon® T05, с сухим ходом или со смазкой.
Компаунды Turcon® оптимизированы для условий эксплуатации с использованием традиционных наполнителей, и, как правило, их трудно превзойти. Тем не менее, продолжаются исследования, можно ли добиться улучшений с помощью наночастиц.