| Titel | Einsatz von Silikonen zur Optimierung tribologischer Eigenschaften von Kunststoff-Kunststoff-Paarungen |
| Autor | Franz Magerl, Sabine Wohlfart |
| Infos zum Autor | Prof. Dr. Franz Magerl Fakultät Wirtschaftsingenieurwesen Ostbayerische Technische Hochschule Amberg-Weiden Hetzenrichter Weg 15 D-92637 Weiden Tel +49 961 382 1613 Fax +49 961 382 2613 f.magerl@oth-aw.de Sabine Wohlfart Fakultät Wirtschaftsingenieurwesen Ostbayerische Technische Hochschule Amberg-Weiden Hetzenrichter Weg 15 D-92637 Weiden Tel +49 961 382 1613 Fax +49 961 382 2613 s.wohlfart@oth-aw.de |
| Inhalt | Zusammenfassung Für die Entwicklung medizintechnischer Produktanwendungen wurden die Einsatzmöglichkeiten silikonbasierter Schmierstoffsysteme zur Optimierung von Reibung und Verschleiß untersucht. Dabei steht die Gleitmodifizierung technischer Thermoplaste mithilfe von kommerziell verfügbaren ultrahochmolekularen (UHMW-) Silikonen im Vordergrund. Spritzgießverarbeitende Unternehmen haben somit die Möglichkeit kostenoptimiert und produktspezifisch thermoplastische Werkstoffe für tribologisch beanspruchte Komponenten in Eigenregie zu adaptieren. In einem ersten Untersuchungsschritt wurde ein für die praktische Anwendung sinnvoller Silikonanteil ermittelt, um in weiterführenden Versuchen die in Eigenregie gleitmodifizierten Thermoplaste in einem Lebensdauertest mit kommerziell verfügbaren Zukaufsystemen zu vergleichen. Die Ergebnisse der einführenden Versuche zeigen, dass an ausgewählten Kunststoff-Kunststoff-Paarungen durch die Zumischung von UHMW-Silikon in einem Bereich von 5 Gew.-% in etwa eine Halbierung des ursprünglichen Gleitreibwertes erzielt werden kann. Eine weitere Steigerung des Silikonanteils auf 10 Gew.-% führt unter den gewählten Versuchsbedingungen zu keiner weiteren bzw. lediglich geringfügigen Minimierung der Reibkennwerte. In dem anschließenden Lebensdauerversuch mit 10.000 Belastungszyklen zeigen die in Eigenregie gleitmodifizierten Werkstoffe tribologisch gesehen ein vergleichbar gutes Verhalten wie entsprechende Zukaufsysteme auf Silikon- und PTFE-Basis. Abstract For the development of medical devices studies were performed on the application of silicone based lubricants for the optimization of friction and wear. The main focus was laid on lubrication of technical thermoplastics by the use of commercially available ultra-high-molecular-weight- (UHMW-) polysiloxane additives. Thus, injection molding companies have the possibility to conduct a single-handed adaption of thermoplastic materials for tribologically stressed components under cost-optimized and product-specific aspects. In a first study an adequate silicone content for practical application was determined, in order to compare self-lubricated thermoplastic materials in subsequent experiments with commercially available compound systems under the conditions of a life-cycle test. The results indicated that the dynamic coefficient of friction can be reduced by approximately 50 % in comparison to primal value on selected polymer-on-polymer pairings by addition of 5 wt% UHMW polysiloxane. A further increase of silicone content up to 10 wt% does not lead to an appreciable continuing decrease of friction values under elected test conditions. In the subsequent life-cycle test with 10.000 load cycles self-lubricated materials show a comparable tribological behavior as appropriate compound systems on silicone and PTFE basis. |
| Datum | 2017 |
