带大家了解一下如何提高海曙ABS材料耐磨性？

　　​ABS 是丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯共聚物（Acrylonitrile - Butadiene - Styrene Copolymer）的英文缩写，它是一种热塑性聚合物。这种材料通过将丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种单体聚合而成，结合了三种单体的优良特性，具有广泛的应用。下面小编介绍一下提高ABS材料耐磨性的方法：
一、添加耐磨填料
玻璃纤维（GF）填充
原理：玻璃纤维具有较高的强度和硬度，当它均匀分散在 ABS 基体中时，能够承受外界的摩擦作用力，减少材料表面的磨损。玻璃纤维就像一个个微小的 “骨架”，分担了摩擦产生的压力。其长径比（长度与直径之比）对增强效果有重要影响，长径比越大，增强效果越好。
添加量与效果：一般玻璃纤维的添加量在 10% - 40% 之间。添加 10% 的玻璃纤维时，ABS 材料的耐磨性可提高约 30% - 50%；当添加量达到 40% 时，耐磨性可能会提高数倍。不过，随着玻璃纤维添加量的增加，材料的流动性会降低，成型难度也会相应增加。因此，需要根据实际应用场景和成型工艺来选择合适的添加量。
碳纤维（CF）填充
原理：碳纤维的强度和模量比玻璃纤维更高，而且具有良好的自润滑性。在摩擦过程中，碳纤维可以降低材料表面的摩擦系数，减少磨损。碳纤维与 ABS 基体之间的界面结合力也很关键，良好的界面结合可以使碳纤维更好地发挥其增强和耐磨作用。
添加量与效果：碳纤维的添加量通常在 5% - 20% 之间。添加 5% 的碳纤维就能使 ABS 材料的耐磨性有明显提升，大约可提高 40% - 60%。当添加量为 20% 时，耐磨性可能会提高 1 - 2 倍。但是，碳纤维价格相对较高，这会增加材料的成本。
聚四氟乙烯（PTFE）填充
原理：PTFE 是一种具有极低摩擦系数的材料，它可以在 ABS 材料表面形成一层润滑膜。在摩擦过程中，这层润滑膜能够减少 ABS 与摩擦对偶之间的直接接触，从而降低摩擦和磨损。PTFE 颗粒在 ABS 基体中的分散状态对其耐磨效果影响很大，均匀分散可以更好地发挥润滑作用。
添加量与效果：PTFE 的添加量一般在 5% - 15% 之间。添加 5% 的 PTFE 可使 ABS 材料的摩擦系数降低约 30% - 50%，耐磨性提高约 20% - 40%。随着添加量的增加，耐磨效果会进一步增强，但过多的 PTFE 可能会影响材料的力学性能和加工性能。
二、表面处理方法
涂层处理
硬质涂层：可以在 ABS 材料表面涂覆硬质涂层，如陶瓷涂层、金属涂层等。陶瓷涂层（如氧化铝、氮化钛涂层）具有高硬度和良好的耐磨性。这些涂层可以通过物理气相沉积（PVD）或化学气相沉积（CVD）等方法制备。例如，通过 PVD 制备的氮化钛涂层，其硬度可达 2000 - 3000HV，能够显著提高 ABS 材料表面的耐磨性，在摩擦过程中，涂层可以有效地抵抗磨损，保护 ABS 基体。
润滑涂层：在 ABS 表面涂覆润滑涂层，如二硫化钼（MoS₂）涂层、石墨涂层等。这些涂层能够提供良好的润滑性能，降低摩擦系数。以 MoS₂涂层为例，它是一种层状结构的材料，在摩擦过程中，层与层之间容易滑动，从而减少摩擦。润滑涂层可以通过喷涂、刷涂等方式施加在 ABS 材料表面。
等离子体处理
原理：等离子体处理是利用等离子体中的高能粒子（如离子、电子、自由基等）与 ABS 材料表面发生物理和化学反应。这些反应可以改变材料表面的化学组成和微观结构，如增加表面的粗糙度、引入极性基团等。经过等离子体处理后，材料表面的润湿性和附着力得到改善，有利于后续的涂层处理或与其他材料的复合，从而间接提高耐磨性。
处理条件与效果：等离子体处理的效果与处理气体、处理时间、功率等因素有关。例如，使用氧气等离子体处理 ABS 材料，处理时间为 30 - 60 秒，功率在 100 - 300W 之间时，可以有效增加表面的极性基团，使后续涂覆的涂层附着力增强。这样在涂层的保护下，ABS 材料的耐磨性会得到显著提高。
表面微结构化处理
激光表面处理：通过激光束在 ABS 材料表面制造微结构，如微坑、微沟槽等。这些微结构可以改变材料表面的摩擦学特性。在摩擦过程中，微结构可以储存润滑剂，起到减摩作用；同时，它们还可以分散摩擦应力，减少局部磨损。激光处理的参数（如激光功率、扫描速度、光斑尺寸等）决定了微结构的形状和尺寸，进而影响耐磨效果。
化学蚀刻处理：利用化学试剂对 ABS 材料表面进行蚀刻，形成微结构。例如，使用酸性蚀刻剂可以在 ABS 表面产生微小的凹坑。这些微结构可以增加表面的粗糙度，在适当的情况下，能够提高材料与对偶材料之间的接触面积，降低接触应力，从而提高耐磨性。
三、共混改性
与高耐磨聚合物共混
与聚氨酯（PU）共混：PU 是一种具有良好耐磨性的聚合物。当与 ABS 共混时，PU 可以在 ABS 基体中形成耐磨相。在摩擦过程中，PU 相能够承受部分摩擦作用力，同时其弹性可以缓冲摩擦应力，减少 ABS 材料的磨损。共混比例一般在 10% - 50% 之间，具体比例取决于对耐磨性和其他性能（如力学性能、加工性能）的综合要求。
与聚酰胺（PA）共混：PA 具有较高的硬度和耐磨性。与 ABS 共混后，PA 可以提高材料的耐磨性能。PA 分子链中的酰胺基团能够形成氢键，增强分子间的作用力。在共混过程中，要注意两者的相容性，可以通过添加相容剂来改善。共混比例通常在 15% - 60% 之间，适当的共混比例可以使 ABS 材料的耐磨性得到明显提高。
与橡胶弹性体共混
与丁腈橡胶（NBR）共混：NBR 具有良好的韧性和耐磨性。与 ABS 共混后，NBR 可以增加材料的弹性和韧性，在摩擦过程中能够吸收能量，减少磨损。共混比例在 5% - 30% 之间，添加 NBR 后，ABS 材料的耐磨性可提高约 20% - 40%。同时，NBR 的耐油、耐化学性也可以赋予 ABS 材料相应的性能。
与三元乙丙橡胶（EPDM）共混：EPDM 具有优异的耐候性和耐磨性。与 ABS 共混时，EPDM 可以改善 ABS 材料的柔韧性和耐磨性能。其共混比例一般在 10% - 40% 之间，通过调整共混比例和加工工艺，可以使 ABS 材料在保持一定强度的同时，耐磨性提高 30% - 50%。