摩擦理论与薄膜生产ppt课件.ppt

薄膜材料的摩擦系数及薄膜材料的摩擦系数及其影响因素其影响因素1 1摩擦学相关定义n n 摩擦力（摩擦力（摩擦力（摩擦力（frictionfriction））））: :当当两接触构件间存在正压力时，阻止两接触构件间存在正压力时，阻止两构件进行相对运动的切向阻力两构件进行相对运动的切向阻力 n n 摩擦系数摩擦系数摩擦系数摩擦系数(coefficient (coefficient of friction, COF)of friction, COF): :阻止两物体阻止两物体相对运动的摩擦力对作用在该两物相对运动的摩擦力对作用在该两物体接触表面的法向力之比值体接触表面的法向力之比值 2 2摩擦力的来源n n 因此因此因此因此, , 摩擦力主要来源于两个方面摩擦力主要来源于两个方面摩擦力主要来源于两个方面摩擦力主要来源于两个方面, , 一是凸峰与另一面一是凸峰与另一面一是凸峰与另一面一是凸峰与另一面接触的粘着力接触的粘着力接触的粘着力接触的粘着力, , 二是凸峰与另一面凹峰的交错阻力二是凸峰与另一面凹峰的交错阻力。

二是凸峰与另一面凹峰的交错阻力二是凸峰与另一面凹峰的交错阻力 接触面分子间的内聚力产生了摩擦接触面分子间的内聚力产生了摩擦接触面的亚微观接触面的亚微观结构是怎样的？结构是怎样的？摩擦实际发生的摩擦实际发生的位置在哪里？位置在哪里？3 3表面粗糙度对摩擦系数的影响n n 表面的粗化对于摩擦系数的影响是双向的，即既表面的粗化对于摩擦系数的影响是双向的，即既表面的粗化对于摩擦系数的影响是双向的，即既表面的粗化对于摩擦系数的影响是双向的，即既可以降低也可以增大这是由于表面粗化的结果，一方面可以降低也可以增大这是由于表面粗化的结果，一方面可以降低也可以增大这是由于表面粗化的结果，一方面可以降低也可以增大这是由于表面粗化的结果，一方面减少了接触面积，降低摩擦系数，另一方面是增加阻碍滑减少了接触面积，降低摩擦系数，另一方面是增加阻碍滑减少了接触面积，降低摩擦系数，另一方面是增加阻碍滑减少了接触面积，降低摩擦系数，另一方面是增加阻碍滑动的效果，使得摩擦系数增大，两种效果的存在，视哪个动的效果，使得摩擦系数增大，两种效果的存在，视哪个动的效果，使得摩擦系数增大，两种效果的存在，视哪个动的效果，使得摩擦系数增大，两种效果的存在，视哪个占主导。

占主导很粗糙的表面很粗糙的表面接触面凸与接触面凸与凹部分交错凹部分交错啮合啮合很光滑的表面很光滑的表面接触面积增大接触面积增大和接触点粘结和接触点粘结力提高力提高摩摩擦擦系系数数上上升升4 4薄膜材料中影响摩擦系数的主要因素n n1、工艺参数对摩擦系数的、工艺参数对摩擦系数的影响影响n n2、原料对于摩擦系数的影、原料对于摩擦系数的影响响n n3、润滑剂的使用、润滑剂的使用n n4、开口剂的使用、开口剂的使用n n5、薄膜材料的使用温度、薄膜材料的使用温度5 5工艺参数对摩擦系数的影响n n薄膜生产中主要参数对摩擦系数的薄膜生产中主要参数对摩擦系数的薄膜生产中主要参数对摩擦系数的薄膜生产中主要参数对摩擦系数的影响影响影响影响 实际上，工艺参数和原料、添加剂比起来，作用小得多工艺人员很实际上，工艺参数和原料、添加剂比起来，作用小得多工艺人员很少以调节工艺参数的方式来改善薄膜的摩擦系数少以调节工艺参数的方式来改善薄膜的摩擦系数工艺参数工艺参数工艺参数工艺参数变化趋势变化趋势变化趋势变化趋势COFCOFCOFCOF变化趋势变化趋势变化趋势变化趋势挤出温度挤出温度挤出温度挤出温度↗↗↗↗先先先先↘↘↘↘后后后后↗↗↗↗激冷辊和水槽温激冷辊和水槽温激冷辊和水槽温激冷辊和水槽温度度度度↗↗↗↗↗↗↗↗纵横拉伸温度纵横拉伸温度纵横拉伸温度纵横拉伸温度↗↗↗↗↘↘↘↘纵横拉伸比纵横拉伸比纵横拉伸比纵横拉伸比↗↗↗↗↗↗↗↗电晕处理强度电晕处理强度电晕处理强度电晕处理强度↗↗↗↗↘↘↘↘6 6生产原料对于摩擦系数的影响n n原料性能对于摩擦系数的原料性能对于摩擦系数的原料性能对于摩擦系数的原料性能对于摩擦系数的影响影响影响影响原料性能原料性能原料性能原料性能变化趋势变化趋势变化趋势变化趋势COFCOFCOFCOF变化趋势变化趋势变化趋势变化趋势分子量分子量分子量分子量↗↗↗↗↗↗↗↗分子量分布分子量分布分子量分布分子量分布↗↗↗↗↘↘↘↘无规物的含量无规物的含量无规物的含量无规物的含量↗↗↗↗↘↘↘↘结晶度结晶度结晶度结晶度↗↗↗↗↗↗↗↗7 7润滑剂对薄膜摩擦系数的影响n n内润滑：内润滑：内润滑：内润滑：能促进基体大分子链或链段相对运动，从而改善物料流动性。

能促进基体大分子链或链段相对运动，从而改善物料流动性n n外润滑：外润滑：外润滑：外润滑：与基体基团相容性差的极性有机化学品，在布朗氏运动作用与基体基团相容性差的极性有机化学品，在布朗氏运动作用下，这些分子迁移至薄膜表面形成一层油性表面，而起到改善薄膜表面下，这些分子迁移至薄膜表面形成一层油性表面，而起到改善薄膜表面性能的润滑作用，降低了摩擦系数性能的润滑作用，降低了摩擦系数常见的润滑剂的润滑机制常见的润滑剂的润滑机制润滑剂润滑剂润滑剂润滑剂润滑机制润滑机制润滑机制润滑机制蜡类（如低密度聚和石蜡等）蜡类（如低密度聚和石蜡等）蜡类（如低密度聚和石蜡等）蜡类（如低密度聚和石蜡等）外润滑或内润滑外润滑或内润滑外润滑或内润滑外润滑或内润滑脂肪酸类（如硬脂酸）脂肪酸类（如硬脂酸）脂肪酸类（如硬脂酸）脂肪酸类（如硬脂酸）既有内润滑又有外润既有内润滑又有外润既有内润滑又有外润既有内润滑又有外润滑滑滑滑酰胺类酰胺类酰胺类酰胺类外润滑外润滑外润滑外润滑8 8开口剂对薄膜摩擦系数的影响造成薄膜粘连的原因：造成薄膜粘连的原因： 一：真空密合状态一：真空密合状态,不易分开；不易分开； 二：膜层距离近二：膜层距离近,分子间范德华力分子间范德华力, 膜层相互吸附粘连膜层相互吸附粘连; 三：分子热运动三：分子热运动, 大分子链之间的互相缠绕；大分子链之间的互相缠绕； 四：低分子扩散到表面，受热受压后形成粘连。

四：低分子扩散到表面，受热受压后形成粘连 事实上造成薄膜开口困难的原因是以上多者共存的事实上造成薄膜开口困难的原因是以上多者共存的n n 开口剂的加入改变了薄膜的表面结构，从而改变了摩擦系数尤其是开口剂的加入改变了薄膜的表面结构，从而改变了摩擦系数尤其是开口剂的加入改变了薄膜的表面结构，从而改变了摩擦系数尤其是开口剂的加入改变了薄膜的表面结构，从而改变了摩擦系数尤其是有机开口剂的加入，可以在薄膜表面形成一层润滑膜有机开口剂的加入，可以在薄膜表面形成一层润滑膜有机开口剂的加入，可以在薄膜表面形成一层润滑膜有机开口剂的加入，可以在薄膜表面形成一层润滑膜, ,降低薄膜的摩擦系数降低薄膜的摩擦系数降低薄膜的摩擦系数降低薄膜的摩擦系数, ,使膜层之间能够产生滑动，进一步改变摩擦系数使膜层之间能够产生滑动，进一步改变摩擦系数使膜层之间能够产生滑动，进一步改变摩擦系数使膜层之间能够产生滑动，进一步改变摩擦系数9 9开口剂对薄膜摩擦系数的影响开口剂种类开口剂种类开口剂种类开口剂种类添加添加添加添加量量量量优点优点优点优点缺点缺点缺点缺点迁迁迁迁移移移移型型型型开开开开口口口口剂剂剂剂油酸酰胺油酸酰胺油酸酰胺油酸酰胺5 5 5 5——10%10%10%10%价格低廉，并可以获价格低廉，并可以获价格低廉，并可以获价格低廉，并可以获得较低的得较低的得较低的得较低的COFCOFCOFCOF用量较大，需要用量较大，需要用量较大，需要用量较大，需要一定的调节期，一定的调节期，一定的调节期，一定的调节期，COFCOFCOFCOF不稳定不稳定不稳定不稳定芥酸酰胺芥酸酰胺芥酸酰胺芥酸酰胺C12-22C12-22C12-22C12-22氨基脂肪氨基脂肪氨基脂肪氨基脂肪酸酸酸酸乙氧基化乙氧基化乙氧基化乙氧基化 C12-C12-C12-C12-18 18 18 18 烷基胺烷基胺烷基胺烷基胺非非非非迁迁迁迁移移移移开开开开口口口口剂剂剂剂有机硅化合物有机硅化合物有机硅化合物有机硅化合物（如硅氧烷等）（如硅氧烷等）（如硅氧烷等）（如硅氧烷等）1-1-1-1-2%2%2%2%（应（应（应（应用于用于用于用于复合复合复合复合膜外膜外膜外膜外层）层）层）层）整个薄膜的整个薄膜的整个薄膜的整个薄膜的COFCOFCOFCOF均匀均匀均匀均匀一致，稳定性好，无一致，稳定性好，无一致，稳定性好，无一致，稳定性好，无需调整期需调整期需调整期需调整期价格比较昂贵，价格比较昂贵，价格比较昂贵，价格比较昂贵，容易与基体材料容易与基体材料容易与基体材料容易与基体材料反应反应反应反应1010高温使用条件对薄膜摩擦系数的影响 薄膜的摩擦系数是在薄膜的摩擦系数是在23℃℃下测得的，但是大多数的下游印刷生产下测得的，但是大多数的下游印刷生产实际工作温度，一般都高于实际工作温度，一般都高于50℃℃。

温度的升高，对于薄膜的摩擦系数温度的升高，对于薄膜的摩擦系数由较大影响，由较大影响，所以在薄膜生产中应该考虑摩擦系数的变化余量所以在薄膜生产中应该考虑摩擦系数的变化余量 温度对摩擦系数的影响温度对摩擦系数的影响1111总结n n 薄膜的摩擦系数与生产原料、添加薄膜的摩擦系数与生产原料、添加剂、工艺参数等因素都有密切关系在具剂、工艺参数等因素都有密切关系在具体的生产实践过程中，既要考虑摩擦系数体的生产实践过程中，既要考虑摩擦系数的最优化，又要考虑薄膜的力学性能、光的最优化，又要考虑薄膜的力学性能、光泽度、热收缩等综合性能的平衡泽度、热收缩等综合性能的平衡1212参考文献n n[1] SourtyE, SullivanJ L, BijkerMD. The tribologyof advanced digital [1] SourtyE, SullivanJ L, BijkerMD. The tribologyof advanced digital recording (ADR) systems. Tribology International,2000, 33: 629- 637.recording (ADR) systems. Tribology International,2000, 33: 629- 637.n n[2] Komvopoulos K. Surface engineering and microtribology for[2] Komvopoulos K. Surface engineering and microtribology forn n MEMS. Wear, 1996, 200(1- 2): 305- 327. MEMS. Wear, 1996, 200(1- 2): 305- 327.n n[3] Lee D H, Oh T, Cho K. Combined effect of chain length and phase [3] Lee D H, Oh T, Cho K. Combined effect of chain length and phase state on adhesion/friction behavior of self state on adhesion/friction behavior of self – – assembled monolayers. J assembled monolayers. J PhysChemB, 2005, 109: 11301- 11306.PhysChemB, 2005, 109: 11301- 11306.n n[4] [4] 孙双印孙双印. .影响影响LLDPELLDPE产品质量的因素及对策产品质量的因素及对策. .合成树脂及塑料合成树脂及塑料,2011,28(3):42-45,2011,28(3):42-45n n[5] [5] 陈振峨陈振峨. .全密度聚乙烯产品后处理过程中的质量控制全密度聚乙烯产品后处理过程中的质量控制 . .合成树脂及塑合成树脂及塑料料, 2005, 22(5):76-75., 2005, 22(5):76-75.n n[6] [6] 陈广忠陈广忠.BOPP.BOPP薄膜摩擦系数的研究薄膜摩擦系数的研究. .国外塑料国外塑料,2009,27(3):60-63,2009,27(3):60-63n n[7] [7] 尹燕平尹燕平. . 双向拉伸塑料薄膜双向拉伸塑料薄膜. . 北京北京: :化学工业出版社化学工业出版社,1999,1999n n[8] [8] 何曼君何曼君, ,陈维孝陈维孝, ,董西霞董西霞. .高分子物理高分子物理. .上海上海: :复旦大学出版社复旦大学出版社,1998,1998n n[9] [9] 周先进周先进, ,赵燕赵燕, ,吴增青吴增青.BOPP.BOPP烟膜的摩擦系数研究烟膜的摩擦系数研究. .塑料包装塑料包装,2005,15(5):29-32,2005,15(5):29-32n n[10][10]王军祥王军祥, , 顾明元顾明元. . 碳纤维增强尼龙碳纤维增强尼龙10101010复合材料的摩擦磨损性能及复合材料的摩擦磨损性能及磨损机理研究磨损机理研究. . 机械工程材料机械工程材料, 2003, 7(7) :14-17., 2003, 7(7) :14-17.1313参考文献n n[11] [11] 张静张静, , 姚昊萍姚昊萍, , 杨和梅杨和梅. .硅纳米材料与玻璃纤维混杂填充硅纳米材料与玻璃纤维混杂填充PA6PA6复合复合材料材料 的摩擦磨损性能研究的摩擦磨损性能研究.2011,25(7):78-81.2011,25(7):78-81n n[12] [12] 王冲王冲, ,魏刚魏刚, ,闫光红闫光红, ,刘峰刘峰. .聚酰胺工程塑料的摩擦学改性研究进展聚酰胺工程塑料的摩擦学改性研究进展. .中国塑料中国塑料,2007,21(90):1-4,2007,21(90):1-4n n[13] [13] 李湘湘李湘湘, ,李文娟李文娟, ,李笃信李笃信. .聚酰胺摩擦学研究进展聚酰胺摩擦学研究进展. .润滑与密封润滑与密封,2010,35(12):107-110,2010,35(12):107-110n n[14] [14] 杨祖华杨祖华, ,王刚王刚, ,王鸿灵王鸿灵, ,阎逢元阎逢元. .聚酰亚胺薄膜的制备及其摩擦学性聚酰亚胺薄膜的制备及其摩擦学性能研究能研究. .材料科学与工程学报材料科学与工程学报,2004,22(1):105-109,2004,22(1):105-109n n[15] [15] 张和平张和平. .王枫王枫. .聚乙烯薄膜凹版印刷适应性的探讨聚乙烯薄膜凹版印刷适应性的探讨. .印刷质量与标印刷质量与标准化准化,2011.8,57-61,2011.8,57-61n n[16] [16] 涂志刚涂志刚. BOPP . BOPP 薄膜表面特性的评价指标薄膜表面特性的评价指标- - 表面粗糙度表面粗糙度. .塑料包装塑料包装,2006,16(6)45-49,2006,16(6)45-49n n[17] [17] 赵文央赵文央, ,减少纤维级减少纤维级PPPP中中“ “鱼眼鱼眼” ”的对策及措施的对策及措施. .合成树脂及塑合成树脂及塑料料,2008,25(2):44-47,2008,25(2):44-47n n[18] [18] 苏肖群苏肖群, ,柒兵文柒兵文, ,陈永泉陈永泉.LDPE.LDPE薄膜中薄膜中“ “鱼眼鱼眼” ”的形成及对策的形成及对策. .合成合成树脂及塑料树脂及塑料,2010,27(4):56-59,2010,27(4):56-59n n[19] [19] 宋磊宋磊, ,方宏方宏, ,王涛王涛, ,王世华王世华, ,郝振军郝振军, ,周大毅周大毅. LDPE. LDPE高透明膜专用抗粘连母高透明膜专用抗粘连母料的研制料的研制. .塑料工业塑料工业,2007.5:361-364,2007.5:361-3641414参考文献n n[20] [20] 周立明周立明, , 方少明方少明, , 冯辉冯辉, , 张结来张结来, , 麻平麻平. .聚烯烃薄膜开口母料的研制聚烯烃薄膜开口母料的研制. .郑州轻工业学院学报郑州轻工业学院学报( (自然科学版自然科学版).2002,17(1):34-36).2002,17(1):34-36n n[21] [21] 侯雅丽侯雅丽, ,张铭辉张铭辉, ,曹胜先曹胜先, ,陈雷陈雷. .聚乙烯含开口剂母粒的研制与应用聚乙烯含开口剂母粒的研制与应用. .塑料科技塑料科技,2002(7):28-32,2002(7):28-32n n[22] [22] 王宗宇王宗宇, , 陈卫陈卫. .新型开口爽滑剂在塑料薄膜中的应用新型开口爽滑剂在塑料薄膜中的应用. .中国包装中国包装, , 2004(5):12-152004(5):12-15n n[23] [23] 李志峰李志峰, ,韩明哲韩明哲, ,周豪周豪, ,袁宏国袁宏国. .开口剂在开口剂在LLDPE LLDPE 中的应用中的应用. .合成树脂合成树脂及塑料及塑料, 2011, 28(3): 39-42, 2011, 28(3): 39-42n n[24] [24] 毕大鹏毕大鹏, ,李家政李家政, ,潘明旺潘明旺. .塑料包装薄膜粘连性研究及其应用现状塑料包装薄膜粘连性研究及其应用现状. .保险与加工保险与加工,2009(6):11-15,2009(6):11-15n n[25] [25] 曹胜先曹胜先, ,吕红丽吕红丽, ,汪涵汪涵. .新型开口爽滑剂母料在聚烯烃薄膜中的应新型开口爽滑剂母料在聚烯烃薄膜中的应用用. .塑料科技塑料科技.2009,37(3):59-63.2009,37(3):59-63n n[26][26]王宗宇王宗宇, ,陈卫陈卫. .新型开口爽滑剂在塑料薄膜中的应用新型开口爽滑剂在塑料薄膜中的应用. .中国包装中国包装.2004(5):1-2.2004(5):1-2n n[27] [27] 郭宝华郭宝华, ,张增民张增民, ,徐军徐军. .聚酰胺合金技术与应用聚酰胺合金技术与应用. .北京北京: :机械工程出版机械工程出版社社.2009:46.2009:461515n谢谢！1616。