Tiểu luận Một số vấn đề chất độn và nền polymer trong composite

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KĨ THUẬT HÓA HỌC TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU VẬT LIỆU POLYME HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 4/2014 Nhóm sinh viên thực hiện: Họ & Tên SHSV Lớp. Nguyễn Văn Dũng 20103611 Polyme-k55 Nguyễn Đình Hiếu 20103216 Polyme-k55 Mai Đức Hiếu 20103124 Polyme-k55 Nguyễn Tuấn Phương 20092060 Polyme-k54 Hoàng Quang Hưng 20091360 Polyme-k54 Bài tiểu luận Một số vấn đề chất độn và nền polymer trong composite I. Năm cơ chế phá hủy vật liệu composite. Độ bền phá hủy của một vật liệu phụ thuộc vào các tính chất của vật liệu, các tính chất bao gồm: bền kéo, ứng suất chảy, mô đun đàn hồi, độ bền uốn và độ bền phá hủy. Các tính chất này lại phụ thuộc vào tỉ lệ và loại chất độn có trong vật liệu nền. Do đó, chất độn có vai trò quan trọng, quyết định đến độ bền phá hủy . Chỉ có những hiện tượng liên quan đến va đập, uốn, ứng suất kéo mới có thể gây ra sự phá hủy vật liệu. Tất cả các hiện tượng liên quan tới độ mỏi của vật liệu khi chịu tải trọng động được thảo luận trong từng phần như sau. Các cách phá hủy. Các cơ chế phá hủy. Cấu trúc vi mô của hạt chất độn. Những sự thay đổi trong nền dưới tác động Làm bền vật liệu. Dự đoán và mô phỏng phương thức phá hủy vật liệu. Năm kiểu phá hủy quan sát được trong các thí nghiệm kéo. Phần lớn các vật liệu mềm, dễ uốn bị phá hủy trong lúc biến dạng cứng dẻo( kiểu A) hoặc phát triển cổ chai ( kiểu B). Kiểu C và kiểu D là hai kiểu điển hình trong kiểu phá hủy tương tự phá hủy giòn. Kiểu C, một vùng mỏng được tạo ra trong quá trình hình thành cổ eo. Trong trường hợp này, ứng suất giảm đến ứng suất kéo. Trong kiểu D, phá hủy mẫu thông quá sự hình thành dải băng. Các dải băng này cắt ngang qua mẫu và sự phá hủy xuất hiện khi vượt quá giới hạn đàn hồi. Kiểu E là phá hủy giòn, phát triển vuông góc với phương tác động lực. Sự phá hủy xuất hiện trước biến dạng đàn hồi. H. Sơ đồ biểu diễn năm kiểu phá hủy vật liệu khi kéo Từ sơ đồ ta nhận thấy khi hàm lượng chất độn càng tăng thì sự phát triển cổ eo của mẫu khi chịu tác động của lực càng giảm, sự phá hủy tiến dần tới phá hủy giòn. Các mô tả trong các cơ chế phá hủy dưới đây được quan sát bằng SEM và nhựa nền là polyeste nhiệt dẻo với chất độn sử dụng là Canxi terephalat, Canxi cacbonat. 1.Cơ chế 1( cơ chế A). Vật liệu: có tỉ lệ chất độn thấp so với nền. Hình số 1 mô tả cơ chế phá hủy kiểu A. H.1. Sơ đồ mô tả quá trình phá hủy theo cơ chế A. Dưới tác dụng của lực kéo, các vết nứt phát triển tạo nên vùng thô ráp trên bề mặt mẫu. Biến dạng cứng dẻo giúp mẫu không bị phá hủy dưới tác động của tải trọng. Tỉ lệ chất độn thấp, điều đó giúp có đủ polyme nền để mẫu không bị phá hủy dưới tác động của tải trọng bên ngoài. Bề mặt có 1 vùng rời ra (vị trí phá hủy ban đầu) và 1 vùng hình hoa hầu như tách rời ra (nơi mở rộng vết xé xảy ra). Các đặc điểm hình thái học bao gồm : mất kết dính hạt và kéo dài khoảng trống. Sự phá hủy xuất hiện khi ứng suất cục bộ trong các mạch phân tử polyme đạt tới ứng suất phá hủy của nền. Trong vật liệu cần có tỉ lệ chất độn thấp, thì “ hoa thị” mới có thể hình thành. Hiện tượng trên được giải thích như sau, khi ta tác động lực lên hai đầu của mẫu, mẫu biến dạng, do sự khác nhau về độ cứng nên dẫn tới sự khác nhau về biến dạng giữa hạt độn và nền. Chính vì sự khác nhau giữa biến dạng giữa mẫu và nền, các khoảng trống bắt đầu xuất hiện ( đây chính là các vết nứt tế vi). Tuy nhiên tỉ lệ chất độn so với nền rất thấp nên các khoảng trống lúc nay không tập hợp lại được vớ nhau, độ bền của mẫu lúc này phụ thuộc chủ yếu vào độ bền của nhựa nền. Giả sử là các hạt chất độn đã lấp đầy được hết các khuyết tật của mẫu, thì khi lực tác động, nơi yếu nhất trong mẫu chính là hai bên bề mặt của mẫu bởi vì với các phân tử bên trong lòng mẫu khi lực tác động các phân tử đó được hai phân tử hai bền gánh bớt lực, còn với bên bề mặt ngoài mẫu thì các phân tử chỉ có được một sự trợ lực của phân tử bên cạnh, do vậy sự phá hủy mẫu sẽ xảy ra từ bề mặt ngoài của mẫu. 2. Cơ chế phá hủy B. Vật liệu: tỉ lệ chất độn cao hơn A. Hình 2 mô tả cơ chế phá hủy kiểu B. Sự hình thành và phát triển các khoảng trống tương tự như kiểu phá hủy A. Chỉ khác là ở kiểu này các khoảng trống đó tập trung lại với nhau và sự phá hủy xảy ra khi các tập hợp hạt độn tập kết tụ lại với nhau tạo khoảng trống lớn tối đa. Phá hủy bắt đầu xảy ra ở vị trí bên ( bề mặt ngoài) như kiểu A , cả phá hủy từ bên trong mẫu và không có vùng hoa thị. Các bó sợi ngắn và nhỏ theo đường kính. H.2. Sơ đồ mô tả quá trình phá hủy vật liệu theo cơ chế B. Hiện tượng trên được giải thích như sau: khi ta càng kéo mẫu thì khoảng trống càng dài ra, do hàm lượng chất độn lớn nên các khoảng trống sẽ tập hợp lại với nhau theo chiều dọc. Ta càng kéo, chiều rộng của mẫu càng giảm, các khoảng trông lớn càng tiến lại gần nhau, khi chúng đủ gần, thì sẽ tập hợp lại với nhau và lúc đó vết phá hủy sẽ phát triển hướng ra bên ngoài bề mặt mẫu. Kết thúc quá trình là sự phá hủy mẫu. 3. Cơ chế phá hủy C. Vật liệu : tỉ lệ chất độn cao hơn B. Hình số 3 mô tả cơ chế phá hủy kiểu C. Không những có sự hình thành khoảng trống và kết tụ các hạt độn xảy ra bên trong mẫu mà còn cả hướng ra bề mặt ngoài của mẫu. Phá hủy bắt đầu trong lòng mẫu và có nhiều vết nứt thứ cấp. Kiểu phá hủy này là điển hình của phá hủy thể tích, các hạt chất độn đủ gần để kết tụ lại và dẫn tới làm giảm thể tích, hình thành một chút nhỏ cổ eo dẫn tới sự phá hủy vật liệu. Đây là kiểu phá hủy tương tự phá hủy giòn. H.3. Sơ đồ mô tả quá trình phá hủy vật liệu kiểu C. 4. Phá hủy kiểu D. Vật liệu: tỉ lệ chất độn cao hơn C. Trường hợp D, do hàm lượng chất độn rất lớn, khi tác động lực vào hai đầu của mẫu, mẫu chưa kịp biến dạng thì trong mẫu đã xuất hiện các vết nứt, khi các vết nứt xuất hiện, cộng với hàm lượng polyme nền ít, các vết nứt sẽ phát triển rất nhanh và kết thúc bằng sự phá hủy mẫu. Hình H.4 mô tả cơ chế phá hủy kiểu D. Phá hủy bắt đầu từ một bên của khối mẫu và phát triển theo một góc sang phía cạnh bên kia. Khi tốc độ phát triển vết nứt tăng, sự phá hủy không phát triển theo hướng cũ nữa mà nó phát triển theo hướng vuông góc với phương chịu lực tác động. Kiểu D không xuất hiện hiện tượng Stress-whitening ( stress-whitening là hiện tượng khi ta tác động lực đủ lớn vào một thanh vật liệu polyme, tại nơi chịu ứng suất lớn nhất ta sẽ quan sát thấy chỗ đó có màu trắng, đó là do sự xuất hiện và phát triển của các vết nứt tế vi) mà là phá hủy giòn. Các hạt chất độn trong mẫu không kết tụ lại với nhau nhưng một số hạt sẽ bị vỡ. H.4. Sơ đồ mô tả quá trình phá hủy vật liệu theo cơ chế D. Khi đó hình thành một dải băng hình được hình thành theo phương ngang với phương của lực ( nó hơi chéo chéo), dải băng đó chính là nơi mà mẫu chịu ứng suất lớn nhất và các đại phân tử bị dãn kéo căng ra, kết thúc của sự dãn kéo căng này là mạch polymer sẽ bị đứt, do lực tác động vượt quá năng lượng liên kết. Khi các vết nứt ( sự phá hủy) đầu tiên xuất hiện ở một cạnh bên mẫu, thì nó nhanh chóng phát triển theo hướng góc mở sang cạnh đối diện, khi mà vết nứt này phát triển tới một giới hạn đủ lớn thì nó sẽ phát triển theo phương vuông góc với phương tác động của lực. Các vết nứt đó phát triển với tốc độ rát nhanh và kết thúc bằng sự phá hủy mẫu. Kiểu phá hủy này là kiểu phá hủy tương tự phá hủy giòn. 5. Cơ chế phá hủy E. Cơ chế phá hủy E. Trong cơ chế phá hủy E không có sự kết tụ của các hạt chất độn, mẫu cũng không có biến dạng mà thay vào đó cả chất độn và nền polyme đều bị phá hủy cùng nhau, đây là phá hủy giòn. Trong trường hợp E, do hàm lượng chất độn quá lớn, nên polyme nền không thấm ướt hoặc thấm ướt một lớp rất mỏng lên hạt chất độn, nên liên kết giữa chất độn và nền yếu dẫn tới mẫu yếu. Khi có lực tác động, các vệt nứt xuất hiện và phát triển sẽ cực kì nhanh, nhanh hơn ở trường hợp D. II.Sự ảnh hưởng của một số yếu tố đến độ bền của compozit. Các sản phẩm polymer trong quá trình gia công, hay trong quá trình tổng hợp luôn có những khuyết tật. Khi một mẫu polymer chịu tác động của một lực, thì các đại phân tử ở mép các khuyết tật sẽ chịu ứng suất lớn hơn các đại phân tử khác, và chính sự chịu ứng xuất tập chung đó gây ra sự phá hủy mạch đại phân tử ở gần mép khuyết tật, cho dù lực tác động chưa cần vượt quá lực thực tế để phá hủy vật liệu. Sự phá hủy đó, các khuyết tật bắt đầu phát triển rộng ra và kết thúc bằng sự phá hủy mẫu. Bởi vậy, người ta đưa hạt chất độn vào, nhằm lấp đầy tối đa có thể những chỗ trống đó. Khi chất độn được đưa vào, các lực tương tác giữa nền và chất độn xảy ra, chính sự tương tác này đã giúp vật liệu bền hơn nhờ chất độn đã gánh bớt một phần năng lượng khi vật liệu chịu lực tác động và hơn nữa chất độn đã giảm bớt được rất nhiều sự tập chung ứng suất vào một hay một số đại phân tử nào đó.Việc một chất độn được đưa vào một polymer nền có ảnh hưởng tới sự thay đổi về tính chất, mà rõ nhất là tính chất cơ học của polymer đó như thế nào phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố. Sau đây là một vài yếu tố đó: bản chất hóa học của chất độn và polymer, kích thước hạt chất độn, sự đồng đều trong phân tán, tỉ lệ giữa chất độn và polymer, sự tương hợp giữa chất độn và nền polymer. Bảng dưới đây cho ta thấy sự ảnh hưởng của các một số loại chất độn ( kích cỡ, loại, tỉ tệ so với nền ) đến cơ chế phá hủy của vật liệu. Bảng 1.1 Filler Vol % CaT-1 CaT-2 CaCO3-1 CaCO3-2 CaCO3-3 0 Mode A 2,4 4,5 7,0 14,0 B 18,0 24,0 C 27,0 D 45,0 E 54,0 Biểu đồ ảnh hưởng của của các loại chất độn và tỉ lệ chất độn đến các cơ chế phá hủy A, B, C, D. Từ bảng trên ta có thể thấy rằng, ví dụ ta xét trường hợp của CaT-1, CaT-2 ( calcium terephthalate) với cùng một lại chất độn nhưng lại có kích thước khác nhau và cùng một kích thước nhưng có tỉ lệ so với nền khác nhau thì cơ chế phá hủy mẫu cũng khác nhau. CaT-1 có kích thước nhỏ hơn CaT-2, khi tỉ lệ chất độn-polymer là 14% thể tích thì cơ chế phá hủy mẫu của nền-CaT1 là cơ chế A, trong khí đó với mẫu nền-CaT2 là cơ chế B. Giờ ta lại đi xét cặp nền-CaT1 với CaCO3-3, ta cũng nhận thấy điều tương tự, CaT-1 thì có tính chất rất khác so với CaCO3-3, nó tương tác với nền tốt hơn, nó có kích thước nhỏ hơn cho nên nó có hiệu quả tăng cường tính chất tốt hơn, còn với CaCO3-3 thì có hiệu quả tăng cường tính chất kém hơn, thậm chí là không có bởi nó có d=6,1μm, khi tỉ lệ độn nền là 14,0 thì với CaCO3-3 đã phá hủy theo cơ chế tươn tự phá hủy giòn. Với CaCO3, mẫu phá hủy theo cơ chế phá hủy giòn là do, mức độ tương tác giữa nền và chất độn tỉ lệ thuận với diện tích tiếp xúc pha, khi hạt chất độn càng to thì diện tích tiếp xúc pha càng nhỏ, do vậy mà khi hạt chất độn to dần tới mẫu yếu và khi chịu lực tác động, sự phá hủy mẫu sẽ xảy ra theo cơ chế phá hủy giòn. Độ tương hợp giữa nền và chất độn có ảnh hưởng rất lớn đến độ bền phá hủy của vật liệu. Độ tương hợp tăng lên thì tính chất của vật liệu cũng được tăng lên. Nếu độ tương hợp kém, khi có lực tác động chất độn và nền rất dễ tách ra khỏi này làm giảm tính chất của vật liệu. Mức độ tương hợp phụ thuộc vào khá nhiều yếu tố như, hình dạng của hạt chất độn ( hình cầu, hình kim..), bản chất hóa học của nền và chất độn, bề mặt chất độn. Hình dạng hạt chất độn, ví dụ như bột tacl có cấu trúc hình kim( cấu trúc bất đẳng hướng) gây giảm độ bền xé rách- độ bền theo chiều dọc các hạt độn lớn hơn rất nhiều so với chiều ngang( định hướng của hạt trong quá trình gia công), nhưng với chất độn aramid thì lại làm tăng độ bền của vật liệu đặc biệt là độ bền kéo lên rất nhiều. Bề mặt hạt chất độn, ví dụ như chất độn CaCO3 chưa biến tính bề mặt trong PE làm giảm độ bền kéo, tuy nhiên khi biến tính photphate thì lại làm tăng độ bền kéo rất nhiều. Hay với chất độn silica với cao su, nếu ra không biến tính bề mặt silica ( sử dụng silan) thì độ tương hợp với nền rất kém, đưa vào sẽ làm giảm tính chất nền ( độ chịu mài mòn, bền kéo, xé..). Hay về bản chất của chất độn và nền, nếu một chất độn mà không phân cực, hay không có các nhóm chức, nhóm hoạt động ở bề mặt đưa vào một nền polymer phân cực như Epoxy thì sẽ làm giảm tính chất cơ lí của vật liệu do độ tương hợp rất thấp. Tuy nhiên không phải cứ độn tương hợp càng cao càng tốt, ta chần một độ tương hợp phù hợp với tính chất mà ta cần cải thiện, ví dụ như trường hợp chất độn Alumino-silicate với PVAc ( polyvinyl axetat) do sự tương tác quá mạnh dẫn tới độ cứng của vật liệu tăng và làm giảm độ bền kéo – chọn cặp nền –độn phù hợp. Tỉ lệ chất độn với nền, độ bền, cụ thể là bền kéo không tăng tuyến tính với tỉ lệ chất độn, mà nó sẽ có một tỉ lệ gọi là tỉ lệ tối ưu.Đó là tỉ lệ mà tại đó cho ta độ bền cơ lí và giá thành sản phấm phù hợp nhất. Tỉ lệ chất độn cao quá có thể dẫn tới sự tập hợp các hạt chất độn lại do khi đó tương tac độn-độn cao hơn độn-nền, làm bất đồng nhất về tính chất cơ lí, thậm chí có thể xảy ra đảo pha. Với tỉ lệ chất độn thấp quá thì độ bền của vật liệu lại được cải thiện quá ít, không đạt được yêu cầu. Sự biến dạng của hạt chất độn theo chiều lực tác động, điều này khá quan trọng. Nếu khi có lực tác động vào vật liệu, làm nền polymer biến dạng, mà khi đó hạt chất độn không phần nào biến dạng theo, sẽ dần tới khác nhau về sức căng, liên kết độn-nền sẽ bị phá vỡ hoặc suy giảm, tạo điều kiện cho vết nứt tế vi xuất hiện Nhưng phần lớn khả năng biến dạng của các chất độn vô cơ rất kém, điều này ngược lại hoàn toàn với khả năng biến dạng của các chất độn polymer.Với các chất độn là polymer thì sự biến dạng khi có lực tác động không thành vấn đề, còn với chất độn vô cơ ta phải tìm cách khắc phục khả năng biến dạng của nó.Với chất độn vô cơ ta sử dụng polymer liên kết, polymer này sẽ tạo một vỏ bọc bền ngoài hạt chất độn, và nó tương hợp tốt với nền. Dưới đây là một vài ví dụ về sử dụng chất độn trong polymer và sự khác biệt giữa một polymer có sử dụng cao su liên kết và một polymer không có. Trong trường hợp ta không sử dụng cao su liên kết, nhận thấy rằng khi có lực tác động đủ lớn, các hạt talc không biến dạng, tạo điều kiện thuận lợi cho xuất hiện các vết nứt tế vi dẫn tới làm suy giảm tính chất của vật liệu. Nhưng trường hợp có sử dụng cao su liên kết, khi có lực tác động, một vùng đàn hồi sẽ hình thành xung quanh hạt được bao bọc bởi màng cao su liên kết, làm giảm thiểu sự hình thành các vết nứt tế vi. Sực khác biệt giữa sử dụng hay không sử dụng cao su liên kết abc H.5. Ba sơ đồ biểu diễn việc sử dụng chất độn trong nền polymer. X: chất độn, : hạt cao su. Sử dụng hỗ hợp cả chất độn vô cơ và cao su, cao su liên kết trông nền polymer. Sử dụng cao sư và chất độn vô cương một cách riêng biệt. Sử dụng cao su liên kết và chất độn vô cơ. Mô hình biểu diễn sự khác biệt Giữa sử dụng và không sử dụng cao su Liên kết. Đưa các hạt cao su nhỏ, hay sử dụng cao su liên kết vào trong các polymer có tính giòn nhằm tăng độ bền va đập của vật liệu. Các hạt cao su, hay cao su liên kết sẽ hạn chế sự phát triển của các “ khoảng trống” từ đó giảm sự hình thành vết nứt tế vi, điều đó xảy ra được là nhờ chúng có khả đàn hồi khi có lực tác động, nhờ đó sẽ định hướng lại ứng suất và chia đều ra trên một khoảng diện tích bề mặt rộng. Độ bền của một composite được tính như sau: Độ bền phá hủy có thể được tính toán từ phương trình Einstein: σc=σm.(1-1,21. ⏀23) Trong đó: σc là độ bền phá hủy của composite. σm là độ bền phá hủy của nền. ⏀là phần thể tích chất độn. Phương trình này phù hợp với những hệ thống không có sự kết dính giữa chất độn và nền. Phương trình này dự đoán rằng độ bền phá hủy của composite bị giảm khi mà mật độ chất độn tăng lên. Với những vùng chứa các hạt cùng kích cỡ, lượng tự do, có phần thể tích chất độn tập trung là 0,56>⏀>0, phương trình như sau: σc=σm.(1+1,06. ⏀2) Phương trình này dự đoán sẽ có vài sự tăng nhẹ trong độ bền phá hủy khi mà mật độ chất độn tăng lên. Với composite độn sợi, phương trình sau dưới đây được xây dựng nhờ những số liệu thực nghiệm. ∂c = ∂m ( 1 + 1.64.∅) Phương trình này giải thích tại sao sợi gia cường có vai trò quan trọng trong việc tăng khả năng chịu phá hủy. Những phương trình trên quan trọng với việc phân loại cơ bản của chất độn xét về mặt ảnh hưởng của chúng trên khả năng chịu phá hủy nhưng chúng không đủ khả năng trong việc miêu tả ảnh hưởng của nền và tương tác của chất độn. Một phương pháp được sử dụng là sự tính toán tốc độ năng lượng của tích phân J. Nó được thừa nhận rằng có 2 hằng số đánh giá một là ở điểm khởi đầu vết nứt, Jc, và cái khác ở điểm hư hỏng,Jr, được đưa ra bởi phương trình: Jc= -1B∙∆Uc∆a JR= -1B∙∆UT∆a Trong đó: B là độ dày mẫu đo. Uc là năng lượng khởi đầu. a là chiều dài vết nứt. UT là tổng năng lượng phá hủy. Những giá trị của 2 năng lượng này có thể tìm thấy nhờ vẽ đồ thị U trên một đơn vị chiều dày (U/B) với a. Những giá trị J có thể được xác định từ những dốc của những đường thẳng. Vẽ đồ thị những giá trị J với phần thể tích chất độn cho thấy ảnh hưởng của chất độn với việc bắt đầu vết nứt và với năng lượng phá hủy. Những phương pháp khác của việc xử lí dữ liệu gồm tính toán cường độ tới hạn (độ bền phá hủy), tốc độ phát triển vết nứt, năng lượng phá hủy, và khả năng chịu phá hủy. Những mẫu này tiên đoán sự phân tán lực và tính chất lưu biến của nền xung quanh hạt. III. Độ bền ma sát và bền mài mòn trong vật liệu polymer. Độ bền ma sát. Sự ma sát xuất hiện khi ta cho hai bề mặt vật liệu trượt trên nhau, lúc này lực ma sát xuất hiện do sự cản trở dịch chuyển hai bề mặt bởi các chỗ lồi lõm trên bề mặt vật liệu hay do các lực bán dính của hai bề mặt vật liệu tại các điểm tiếp xúc. Lực ma sát được đặc trưng bởi một hệ số, gọi là hệ số ma sát. Hệ số ma sát này phụ thuộc rất lớn vào tải trọng và nhiệt độ. Sự phụ thuộc của hệ số ma sát vào tải trọng được tính như sau. µ = K.W0.3-0.4 Ở đây: K – hệ số tỷ lệ W – Tải trọng Ở một nhiệt độ cố định, thì khi ta tăng tải trọng lên mẫu hệ số ma sát sẽ giảm, nếu tải trọng cố định và nhiệt độ tăng thì hệ số ma sát tăng. Khi thay đổi nhiệt độ và tốc độ trượt thì chất dẻo có thể thay đổi tính cách: chúng có thể như vật thể ở trạng thái thủy tinh, có thể là vật thể mềm cao hoặc vật thể dẻo. Quan sát quá trình ma sát trong điều kiện đẳng nhiệt là rất khó vì trong vùng tiếp xúc giữa hai mặt phẳng luôn luôn có sự tỏa nhiệt. Ngoài ra có thể có hai loại tương tác của các vật liệu khi cọ xát với nhau. Loại thứ nhất là do các lực bám dính tại các điểm tiếp xúc gây ra. Các lực này cản trở sự trượt, do đó sự trượt chỉ có thể xảy ra khi phá vỡ các liên kết cục bộ tương ứng. Loại thứ hai là do các chỗ lồi lõm trên bề mặt tiếp xúc mắc vào nhau và sự biến dạng nhiều lần của các chỗ lồi lõm đó khi trượt. Trong trường hợp này, công của lực ma sát sẽ tiêu thụ vào tổn hao trễ của các biến dạng nhiều lần. Đối với những vật liệu polymer sử dụng chất độn thì hệ số ma sát còn phụ thuộc vào tỉ lệ chất độn, loại chất độn trong vật liệu. Bảng dưới đây cung cấp một số ví dụ về tỉ lệ chất độn ảnh hưởng tới hệ số ma sát trong vật liệu ( hệ số ma sát động) Bảng 2. Hệ số ma sát trong một số chất dẻo. Polyme Chất độn Tỉ lệ, wt% Hệ số ma sát Động Polycarbonate PTFE 10 0.12 Polycarbonate Aramid 15 0.15 Polycarbonate PTFE 15 0.10 Polyoxymethylene PTFE Aramid Silicone 10 5 3 0.05 Polybutyleneterephthalate PTFE 15 0.20 Polyethyleneterephthalate PTFE 10 0.15 Polyamide-6 PTFE 15 0.23 Polyamide-6 PTFE Silicone 18 2 0.11 Polyamide-6,6 PTFE Glass fiber 15 30 0.26 Polyamide-6,6 PTFE Glass fiber Silicone 13 30 2 0.14 Polyamide-6,6 PTFE Carbon fiber 15 30 0.11 Polyamide-11 PTFE 15 0.31 Polyamide-12 PTFE 20 0.20 Polyamide, amorphous PTFE 20 0.22 Polypropylene PTFE Glass fiber 15 20 0.09 Polyurethane, thermoplastic PTFE 15 0.32 Từ bảng số liệu trên ta nhận thấy rằng, với cùng một nền polymer, khi tỉ lệ chất độn tăng lên ( tổng chất độn) thì hệ số ma sát sẽ giảm xuống. Với cùng một loại chất độn, cùng một tỉ lệ nhưng trên hai nền polymer khác nhau thì hệ số ma sát cũng khác nhau. Độ bền mài mòn. Sự mài mòn của chất dẻo xảy ra khi có sự tương tác bám dính chất, sự mềm mỏi, biến dạng kéo lớn, tác động mài mòn tương tác nhiệt và tương tác nhiệt