在实践中,二硫化钼(MoS2 或“二硫化钼”)几乎从不作为PTFE的独立填料使用。 相反,它充当协同添加剂,通常与玻璃纤维或青铜等主要结构填料结合使用。这种组合通过主要降低摩擦和改善磨损特性来增强基础化合物的性能。
核心原则是MoS2不是主要填料,而是二次润滑剂。它被添加到已经填充了玻璃或青铜等材料的PTFE化合物中,以进一步降低摩擦系数并提高材料在滑动应用中的性能。
为什么PTFE需要填料
要理解MoS2的作用,我们首先需要了解为什么纯PTFE或“原生”PTFE通常不适用于要求苛刻的机械应用。
无填料PTFE的问题
无填料PTFE具有极佳的润滑性和化学惰性,但其机械性能很差。其主要弱点是蠕变或“冷流”,即材料在持续载荷下(即使在室温下)会永久变形。其耐磨性也非常低。
主要填料:基础
添加主要填料是为了给PTFE基体提供结构骨架,从而大大提高其机械强度和抗蠕变及抗磨损能力。
与MoS2一起使用的两种最常见的基材填料是玻璃纤维和青铜。玻璃提高了抗压强度和耐磨性,而青铜则增加了更高的抗压强度并改善了导热性。

MoS2:协同添加剂
一旦像玻璃或青铜这样的主要填料提供了机械结构,就会添加MoS2来优化化合物的性能,尤其是在摩擦方面。
MoS2作为固体润滑剂
MoS2具有层状晶体结构,这意味着它由容易相互滑动的分子层组成。当混入PTFE化合物中时,它充当干性润滑剂,降低运动表面之间的摩擦系数。
提高耐磨性
虽然玻璃等主要填料可以提高耐磨性,但它们有时会对对偶表面造成磨损。MoS2通过在配合表面上形成一层薄薄的润滑转移膜来提供帮助,从而减少PTFE部件和硬件之间的粘滑现象和整体磨损。
“玻璃+二硫化钼”组合
含有玻璃和MoS2的PTFE化合物是一种流行且经济的选择。它提供了良好的综合机械性能、出色的耐磨性,以及比仅含玻璃的材料更低的摩擦系数。
“青铜+二硫化钼”组合
对于更高负载的应用,通常会指定含有青铜和MoS2的PTFE。这种组合提供了优异的抗压强度和导热性(来自青铜),以及MoS2带来的低摩擦优势。
理解权衡
添加任何填料,包括MoS2及其伙伴,都会带来必须考虑的关键折衷。
对耐化学性的影响
虽然PTFE几乎普遍惰性,但填料并非如此。含玻璃的化合物可能会被强碱和氢氟酸腐蚀。青铜填料容易受到某些化学品的腐蚀。
对配合表面的磨损性
特别是玻璃纤维,对较软的配合表面(如铝或黄铜)具有磨损性。虽然MoS2减轻了这种影响,但并未消除它。含青铜的化合物通常磨损性较低,在与较软金属接触时通常是首选。
导电性
玻璃是电绝缘体,使含玻璃的化合物适用于电气应用。青铜是金属,具有导电性,因此含有它的任何化合物都不适用于需要绝缘的应用。
为您的应用做出正确的选择
理想的配方完全取决于您的操作环境和性能目标的具体要求。
- 如果您的主要重点是通用耐磨性和化学相容性: PTFE + 玻璃 + MoS2 化合物通常是最平衡和经济的选择。
- 如果您的主要重点是高抗压强度和散热: PTFE + 青铜 + MoS2 化合物是更优的选择,尤其适用于高负载轴承或高速滑动应用。
- 如果您的主要重点是保护较软的配合表面(如铝): 青铜填料化合物通常是比玻璃填料化合物更好的选择,添加MoS2将进一步减少摩擦和磨损。
选择正确的填充PTFE,关键在于将每种添加剂的独特优势与您应用的具体挑战相结合。
摘要表:
| 填料组合 | 主要优势 | 常见应用 |
|---|---|---|
| PTFE + 玻璃 + MoS2 | 良好的耐磨性、低摩擦、经济高效 | 通用密封件、衬套 |
| PTFE + 青铜 + MoS2 | 高抗压强度、导热性、低摩擦 | 高负载轴承、高速部件 |
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