机械-材料摩擦系数的正确检测以及注意事项(上)

摘要：本文针对摩擦系数和塑料薄膜的摩擦系数检测进行了详细的介绍，更以兰光实验室的材料检测经验为基础，列出了1些进行摩擦系数检测时应多加注意的事项，以帮助读者进行正确的测试，提高测试效率。 关键词：摩擦系数，摩擦力，添加剂，温度，实验制备 摩擦系数是考察包装薄膜的1项重要指标。由于在包装进程中的摩擦力常常既是动力又是阻力，因此其大小应控制在适当的范围内。在研究摩擦系数时，应特别注意温度对摩擦系数的影响很大，因此不但要检测包装材料在常温下的摩擦系数，还应考察其在实际使用环境温度下的摩擦系数。1 摩擦系数1.1 摩擦系数介绍 摩擦系数是各种材料的基本性质之1。当两个相互接触的物体之间有相对运动或相对运动趋势时，其接触表面上产生的阻碍相对运动的机械作用力就是摩擦力。某种材料的摩擦性能可以通过材料的消息摩擦系数来表征。静摩擦力是两接触表面在相对移动开始时的最大阻力，其与法向力之比就是静摩擦系数；动摩擦力是两接触表面以1定速度相对移动时的阻力，其与法向力之比就是动摩擦系数。摩擦系数是针对1组摩擦副来讲的，单纯说某种材料的摩擦系数是没故意义的，同时必须指明组成摩擦副的材料的种类，并说明测试条件（环境温湿度、载荷、速度等）和滑动材料。 多数学者认为摩擦力的本质是由两物体接触面上的分子间内聚力引发的。但是事实上，对两个相互接触的物体来讲拆迁房租内装修家具怎么赔偿，只有在表面间的微观突出才相互接触，而大多数地方是不接触的，因此实际接触面积远小于表观接触面积（即我们所测定的试样面积）。摩擦阻力与实际接触面积成正比（不是与表观接触面积成正比），1般实际接触面积又与表面上的正压力成正比，因此摩擦力与正压力成正比。不同材料间接触面上分子间的内聚引力不同，这将影响到物体间的摩擦力，因此不同材料间的摩擦系数也就不同。1.2 塑料薄膜的摩擦系数 高分子聚合物在软包装行业中获得了广泛的利用，材料表面的摩擦系数是包装机器运行速度和包装物易开启性的主要影响因素之1，在制作进程中加入添加剂（如爽滑剂和抗粘连剂）是1种调理塑料表面摩擦系数的常见方式。 爽滑剂依照功能分为内爽滑剂和外爽滑剂两类：内爽滑剂能促进聚合物大分子链或链段相对运动，从而改进物料活动性；外爽滑剂则是与聚合物基团相容性差的极性有机化学品，在聚合物链的布朗运动作用下，这些分子迁移到薄膜表面构成1层油性表面，从而起到改进薄膜表面性能的爽滑作用并降落材料表面的摩擦系数。 抗粘连剂1般是粒径2μm～4μm的固体粉末，加进薄膜表层可以构成许多突出，使薄膜层与层之间的实际接触面积减少，从而降落粘结力，相互滑动就会比较容易，有益于摩擦系数的降落。 另外，由于静电吸附力不但会影响薄膜之间的摩擦系数，还会影响材料的多种物理性能，因此抗静电剂也是常常使用的添加剂的1种。 不过不同种类的添加剂与薄膜结构的兼容性不1样，迁移到材料的表面并对材料的表面起到1定的润滑作用的添加剂存在时间及保存环境的依赖性，而且添加剂对材料表面的作用均匀性也常常其实不是完全1致的，所以材料表面的摩擦系数会表现出不1致的特点。在进行材料摩擦系数的比较实验时应注意实验要同时进行，除非是进行材料老化效果的研究。2 材料摩擦系数的正确检测和注意事项2.1 摩擦系数的检测 摩擦系数的检测方法相对来讲比较统1：使用1个实验板（安置在水平操作台上的），将1个试样用两面胶或其他方式固定在实验板上，另外1试样裁切合适后固定在专用滑块上，然后将滑块依照具体操作说明放置在实验板上第1个试样的中央，并使两试样的实验方向与滑动方向平行且测力系统恰好不受力。通常采取以下情势的检测结构。图1. 检测方法示意图注：A. 滑块；B. 实验板；C. 支持底座；E. 测力系统；F合法的房子政府强拆怎么办. 恒速驱动系统；I. 尼龙丝对摩擦系数实验有以下几点需要说明：首先，对薄膜摩擦系数的检测方法标准以ASTM D1894和ISO 8295（GB 10006等效采取ISO 8295）为主，其中，对实验板（又称实验台）的制作工艺要求很高，不但要保证台面的水平及光滑，并且要求用非磁性材料制作。标准不同，对实验条件的要求也不相同。例如对实验速度的选择，ASTM D1894中要求是150±30mm/min，但是ISO 8295（GB 10006等效采取ISO 8295）中要求是100mm/min，实验速度不同会明显影响实验结果拆迁是为了什么。第2，加温实验可以实现，需要注意的是在进行加温实验时要保证滑块的温度是室温，仅对实验板进行升温，这点在ASTM D1894标准中有明确说明。第3，1样的测试结构也能够用来检测金属和纸张等材料的摩擦系数，但是对不同的实验对象，滑块的重量、行程、速度等参数都是不同的。第4，采取这类方法时需要注意由于运动物体的惯性给实验带来的影响。第5，通常，材料的摩擦系数是小于1的，但是有些文献中也提到了摩擦系数大于1的情况，例如橡皮与金属间的动摩擦系数就在1～4之间。