新型高分子固體潤滑材料在縫紉機中的應用

　　關鍵零部件無油化設計以及制造技術研究和應用項目，是中國縫制機械行業(yè)“十二五”科技發(fā)展重點任務之一。推動零部件產(chǎn)品升級是實現(xiàn)行業(yè)由大變強的基礎，廣泛應用新技術、新材料、新工藝是提升行業(yè)整體水平與制造能力必經(jīng)之路。研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權的高效節(jié)能、高質量縫制設備，必須突破無油零部件技術瓶頸。近幾年南京裁圣縫紉設備有限公司通過不斷探索和研究，將固體潤滑技術中的核心“固體潤滑材料”，成功應用在縫紉機需要滾動和滑動的零部件上，用自潤滑原理達到無油潤滑要求。

　　新型高分子固體潤滑材料在縫紉機中的應用項目，是以聚四乙烯材料為主，按一定比例滲合其它一些活性材料，經(jīng)自由基聚合而成的一種新型高分子化合物。它具有優(yōu)良的化學穩(wěn)定性、耐磨性、耐高溫、自潤滑性、不粘性、電絕緣性和良好的抗老化能力，能在+260℃至-180℃的溫度下長期使用。其基本結構為：-CF2-CF2-CF2-CF2-CF2-CF2-CF2-CF2-CF2-CF2 ，分子中CF2單元按鋸齒形狀排列，由于氟原子半徑較氫稍大，所以相鄰的CF2單元不能完全按反式交叉取向，而是形成一個螺旋狀的扭曲鏈，氟原子幾乎覆蓋了整個高分子鏈的表面。它的分子質量較大，一般為數(shù)百萬（聚合度在104數(shù)量級），高的達一千萬以上。

　　新型高分子固體潤滑材料一般結晶度為90%～95％，熔融溫度為327℃～342℃。它的化學性質：耐高、低溫性能好，可在-180℃～260℃溫域范圍使用，對溫度的影響變化不大；自潤滑性能好，摩擦系數(shù)僅有0.04，在工程塑料中最小，是理想的無油潤滑材料；由于氟-碳鏈分子間作用極低，所以具有表面不粘性，具有固體材料中最小的表面張力而不粘附任何物質；耐大氣老化性強，有耐輻照性能和較低的滲透性，限氧指數(shù)在90以下；耐腐蝕，能耐王水和一切有機溶劑；無毒害，具有生理惰性。它的物理性質：機械性質較軟，具有非常低的表面能；電氣性能優(yōu)異，是理想的C級絕緣材料，在較寬頻率范圍內的介電常數(shù)和介電損耗都很低，而且擊穿電壓、體積電阻率和耐電弧性都較高，體積電阻可達1018歐姆·厘米。

　　目前世界縫制機械行業(yè)還沒有其他廠家將新型高分子固體材料應用在縫紉機零部件上。傳統(tǒng)潤滑材料是摩擦界面上形成某種形式的流體和半流體壓力油膜，靠低阻力的各層潤滑膜間“層移”產(chǎn)生有效潤滑。而此固體潤滑材料則是依靠自身或其轉移膜的低剪切特性，而具有優(yōu)良的抗磨和減磨性能。這種固體耐磨材料有N個分子層，其間就有N-1個具有低剪切特性，極易滑動的良好潤滑層能產(chǎn)生出足夠的減摩性能，實現(xiàn)部分機構中零部件運轉部位的無油潤滑。

　　新型高分子固體潤滑材料在縫紉機旋梭梭架、針桿滑塊等無油零部件上的應用，是采用聚四氟乙烯與其它活性材料聚合而成的高分子固體潤滑材料熱壓成型。其工藝是將高分子固體潤滑材料切割成微細化顆粒，放入模具中加熱壓縮或擠壓成型。聚合反應是在大量水存在下攪拌進行，用以分散反應熱，并便于控制溫度。聚合一般在400C ～800C、每平方厘米3～26千克壓力下進行，用無機的過硫酸鹽、有機過氧化物為引發(fā)劑，分散聚合須添加全氟型的表面活性劑，聚合時每摩爾（mol）四氟乙烯在全氟碳合物中碳—碳鍵和碳—氟鍵的斷裂需要放熱171.38千焦。

　　針桿是在滑動部位涂上高分子固體潤滑材料制成的水分散液進行嵌層。挑線桿零件是在滾動或滑動部位的圓孔內壁上，用新型高分子固體潤滑材料制成0.2毫米厚、1毫米寬適當長度的小薄片，并逐個排列成圓孔內壁周長尺寸后緊密嵌入。

　　南京裁圣公司從2008年開始研發(fā)無油零部件以來，采用高分子固體潤滑材料研制的無油潤滑零件滑塊，挑線桿、針桿、無油旋梭等無油零部件比較成功地運用在縫紉機上，并實現(xiàn)了小批量生產(chǎn)。新型高分子固體潤滑材料制成的無油旋梭等無油零部件經(jīng)測試，在每分鐘5 000轉速平縫機上無油狀態(tài)下連續(xù)運轉800小時，旋梭軸向、徑向間隙變化極小，磨損僅為20微米?；瑝K、挑線桿、針桿磨損均無變化，具有耐磨、耐高溫、自潤滑性特征。裝上新型高分子固體潤滑材料制成的零部件后，整機力矩明顯減小，轉動輕滑，噪聲也有顯著下降，下降約1～2分貝。

　　新型高分子固體潤滑材料是開發(fā)縫紉機無油潤滑零部件的理想材料，實現(xiàn)了新的無油潤滑方式，其生產(chǎn)、應用成本較其它類型縫紉機無油潤滑產(chǎn)品要低，是節(jié)能環(huán)保的高品質產(chǎn)品，完全可代替進口無油旋梭和其它無油潤滑縫紉機零部件，對滿足中高端產(chǎn)品市場需求、提升縫制機械整體質量和技術水平都具有現(xiàn)實意義，建議在行業(yè)內推廣使用。

　　新型高分子固體潤滑材料在無油旋梭梭架、針桿、跳線桿、針桿滑塊上的應用。

來源：中國縫制設備網(wǎng)

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