新型高分子固體潤(rùn)滑材料在縫紉機(jī)中的應(yīng)用

　　關(guān)鍵零部件無(wú)油化設(shè)計(jì)以及制造技術(shù)研究和應(yīng)用項(xiàng)目，是中國(guó)縫制機(jī)械行業(yè)“十二五”科技發(fā)展重點(diǎn)任務(wù)之一。推動(dòng)零部件產(chǎn)品升級(jí)是實(shí)現(xiàn)行業(yè)由大變強(qiáng)的基礎(chǔ)，廣泛應(yīng)用新技術(shù)、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(shí)產(chǎn)權(quán)的高效節(jié)能、高質(zhì)量縫制設(shè)備，必須突破無(wú)油零部件技術(shù)瓶頸。近幾年南京裁圣縫紉設(shè)備有限公司通過(guò)不斷探索和研究，將固體潤(rùn)滑技術(shù)中的核心“固體潤(rùn)滑材料”，成功應(yīng)用在縫紉機(jī)需要滾動(dòng)和滑動(dòng)的零部件上，用自潤(rùn)滑原理達(dá)到無(wú)油潤(rùn)滑要求。

　　新型高分子固體潤(rùn)滑材料在縫紉機(jī)中的應(yīng)用項(xiàng)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(xué)穩(wěn)定性、耐磨性、耐高溫、自潤(rùn)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(zhǎng)期使用。其基本結(jié)構(gòu)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(gè)螺旋狀的扭曲鏈，氟原子幾乎覆蓋了整個(gè)高分子鏈的表面。它的分子質(zhì)量較大，一般為數(shù)百萬(wàn)（聚合度在104數(shù)量級(jí)），高的達(dá)一千萬(wàn)以上。

　　新型高分子固體潤(rùn)滑材料一般結(jié)晶度為90%～95％，熔融溫度為327℃～342℃。它的化學(xué)性質(zhì)：耐高、低溫性能好，可在-180℃～260℃溫域范圍使用，對(duì)溫度的影響變化不大；自潤(rùn)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(wú)油潤(rùn)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(zhì)；耐大氣老化性強(qiáng)，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(jī)溶劑；無(wú)毒害，具有生理惰性。它的物理性質(zhì)：機(jī)械性質(zhì)較軟，具有非常低的表面能；電氣性能優(yōu)異，是理想的C級(jí)絕緣材料，在較寬頻率范圍內(nèi)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(dá)1018歐姆·厘米。

　　目前世界縫制機(jī)械行業(yè)還沒(méi)有其他廠家將新型高分子固體材料應(yīng)用在縫紉機(jī)零部件上。傳統(tǒng)潤(rùn)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(rùn)滑膜間“層移”產(chǎn)生有效潤(rùn)滑。而此固體潤(rùn)滑材料則是依靠自身或其轉(zhuǎn)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(gè)分子層，其間就有N-1個(gè)具有低剪切特性，極易滑動(dòng)的良好潤(rùn)滑層能產(chǎn)生出足夠的減摩性能，實(shí)現(xiàn)部分機(jī)構(gòu)中零部件運(yùn)轉(zhuǎn)部位的無(wú)油潤(rùn)滑。

　　新型高分子固體潤(rùn)滑材料在縫紉機(jī)旋梭梭架、針桿滑塊等無(wú)油零部件上的應(yīng)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(rùn)滑材料熱壓成型。其工藝是將高分子固體潤(rùn)滑材料切割成微細(xì)化顆粒，放入模具中加熱壓縮或擠壓成型。聚合反應(yīng)是在大量水存在下攪拌進(jìn)行，用以分散反應(yīng)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(jìn)行，用無(wú)機(jī)的過(guò)硫酸鹽、有機(jī)過(guò)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(shí)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(dòng)部位涂上高分子固體潤(rùn)滑材料制成的水分散液進(jìn)行嵌層。挑線桿零件是在滾動(dòng)或滑動(dòng)部位的圓孔內(nèi)壁上，用新型高分子固體潤(rùn)滑材料制成0.2毫米厚、1毫米寬適當(dāng)長(zhǎng)度的小薄片，并逐個(gè)排列成圓孔內(nèi)壁周長(zhǎng)尺寸后緊密嵌入。

　　南京裁圣公司從2008年開(kāi)始研發(fā)無(wú)油零部件以來(lái)，采用高分子固體潤(rùn)滑材料研制的無(wú)油潤(rùn)滑零件滑塊，挑線桿、針桿、無(wú)油旋梭等無(wú)油零部件比較成功地運(yùn)用在縫紉機(jī)上，并實(shí)現(xiàn)了小批量生產(chǎn)。新型高分子固體潤(rùn)滑材料制成的無(wú)油旋梭等無(wú)油零部件經(jīng)測(cè)試，在每分鐘5 000轉(zhuǎn)速平縫機(jī)上無(wú)油狀態(tài)下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)800小時(shí)，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(wú)變化，具有耐磨、耐高溫、自潤(rùn)滑性特征。裝上新型高分子固體潤(rùn)滑材料制成的零部件后，整機(jī)力矩明顯減小，轉(zhuǎn)動(dòng)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(rùn)滑材料是開(kāi)發(fā)縫紉機(jī)無(wú)油潤(rùn)滑零部件的理想材料，實(shí)現(xiàn)了新的無(wú)油潤(rùn)滑方式，其生產(chǎn)、應(yīng)用成本較其它類(lèi)型縫紉機(jī)無(wú)油潤(rùn)滑產(chǎn)品要低，是節(jié)能環(huán)保的高品質(zhì)產(chǎn)品，完全可代替進(jìn)口無(wú)油旋梭和其它無(wú)油潤(rùn)滑縫紉機(jī)零部件，對(duì)滿足中高端產(chǎn)品市場(chǎng)需求、提升縫制機(jī)械整體質(zhì)量和技術(shù)水平都具有現(xiàn)實(shí)意義，建議在行業(yè)內(nèi)推廣使用。

　　新型高分子固體潤(rùn)滑材料在無(wú)油旋梭梭架、針桿、跳線桿、針桿滑塊上的應(yīng)用