本文介紹了溫度變化對材料摩擦系數(shù)的影響， 并分析了實際應(yīng)用中對薄膜摩擦系數(shù)的實際檢測要求。 關(guān)鍵詞：摩擦系數(shù) , 溫度 , 粘滑 1 、摩擦系數(shù) 摩擦系數(shù)是對兩表面摩擦力的一種量度，它表征了材料的摩擦行為。薄膜表面的摩擦系數(shù)取 決于薄膜表面的粘著性（表面張力和結(jié)晶度） 、添加劑（爽滑劑、顏料等） 、以及表面拋光。在進(jìn)行以下操 作工序時需要嚴(yán)格控制材料的摩擦系數(shù)，如當(dāng)薄膜越過自由轉(zhuǎn)輥、袋成型、產(chǎn)品纏繞膜、以及包裝袋及其 它容器的堆放。除了材料的內(nèi)部可變因素能夠影響材料的摩擦系數(shù)，環(huán)境因素（如機(jī)器運轉(zhuǎn)的速度、溫度、 靜電積累、以及濕度）也能影響摩擦系數(shù)的試驗結(jié)果。 2 、溫度對摩擦系數(shù)的影響 高分子材料分子運動狀 態(tài)的改變按照動力學(xué)的觀點稱作松弛。溫度升高時，一方面可提高各運動單元的熱運動能力，另一方面由 于熱膨脹，分子間距離增加，即高聚物內(nèi)部的自由體積增加，這就加大了各運動單元活動空間，有利于分 子運動，使松弛時間縮短，松弛過程加快。伴隨著高聚物的松弛，它的熱力學(xué)性質(zhì)、粘彈性能和其它物理 性質(zhì)會發(fā)生急劇地改變。而材料的摩擦系數(shù)作為常用的一項力學(xué)指標(biāo)，同樣也受到了溫度升高的影響。 一般來講， 隨著環(huán)境溫度的升高，材料表面的摩擦系數(shù)會有一定的變化，但變化的大小因材料而異。 3 、 升溫試驗 為了驗證溫度變化對摩擦系數(shù)值的影響， 筆者特地選擇了幾組有一定代表性的材料在不同溫度下 測定它們的摩擦系數(shù)。以下是其中 2 組試驗的詳細(xì)試驗信息及結(jié)果： 試樣： PC 膜、鋁箔復(fù)合膜 試驗設(shè) 備： Labthink FPT-F1 摩擦系數(shù) / 剝離試驗機(jī) （可實現(xiàn)室溫到 99.9℃之間的自控溫） 試驗溫度： 室溫～ 90.0℃ 試驗數(shù)據(jù)： 表 1. PC 膜摩擦試驗數(shù)據(jù)表 試驗溫度℃ 靜摩擦系數(shù) mean 1 動摩擦系數(shù) mean 1 32.1 0.285 0.244 45.5 0.336 0.212 62.0 0.387 0.319 74.1 0.435 2 0.322 2 87.5 0.433 2 0.300 2 注 1 ：試驗數(shù)據(jù)為多組試驗平均值。 2 ：粘滑現(xiàn)象。表 2. 鋁箔 復(fù)合膜摩擦試驗數(shù)據(jù)表 試驗溫度℃ 靜摩擦系數(shù) mean 1 動摩擦系數(shù) mean 1 29.6 0.314 0.239 46.2 0.355 0.277 74.3 0.343 2 0.253 2 89.5 0.429 2 0.241 2 注 1 ：試驗數(shù)據(jù) 為多組試驗平均值。 2 ： 粘滑現(xiàn)象。 試驗數(shù)據(jù)隨溫度升高的走勢如圖 1 所示。 圖 1. 摩擦系數(shù)隨溫度升高的走勢圖 從圖 1 可以看出試驗溫度的升高明顯影響了材料的摩擦系 數(shù)，但對于不同的試樣，溫度的影響效果不同；而且對于同一試樣，隨溫度的上升，動摩擦系數(shù)的變化趨 勢很可能也不同于靜摩擦系數(shù)。例如對于 PC 膜，靜摩擦系數(shù)隨溫度升高的增長趨勢比較穩(wěn)定，但動摩擦 系數(shù)的變化趨勢的波動就很大，不過動摩擦系數(shù)的整體趨勢也是增長的。對于鋁箔復(fù)合膜，摩擦系數(shù)的增 長趨勢就不如 PC 膜， 而且其動摩擦系數(shù)隨溫度的上升基本保持穩(wěn)定。 需要說明的一點是， 在進(jìn)行 74℃以 上的摩擦試驗時，試驗過程中出現(xiàn)了明顯的粘滑現(xiàn)象，即滑動現(xiàn)象 是不平穩(wěn)的、間歇性的。 4 、實際要求 在實際包裝過程中的摩擦力常常既是拖動力又是阻力，因此須摩擦系數(shù)的大小，使它在適當(dāng) 的范圍內(nèi)。自動包裝用卷材，一般要求內(nèi)層摩擦系數(shù)比較小，而外層摩擦系數(shù)適中。內(nèi)層摩擦系數(shù)不能過 小，否則有可能引起制袋成型時疊料不穩(wěn)定而產(chǎn)生錯邊。外層摩擦系數(shù)太大會引起包裝過程中阻力過大致 使材料拉伸變形，太小可能又會引起拖動機(jī)構(gòu)打滑造成電眼跟蹤和切斷定位不準(zhǔn)。內(nèi)層材料的開口劑和爽 滑劑的含量以及薄膜的挺度、平滑度等因素都會影響復(fù)合膜摩擦系數(shù)的大小。在研究材料的摩擦系數(shù)時， 應(yīng)特別注意溫度對摩擦系數(shù)的影響。如之前所述，溫度不同會導(dǎo)致摩擦系數(shù)的顯著變化，需要通過實際檢 測獲得實測數(shù)據(jù)。某種材料的摩擦系數(shù)可能會隨著溫度的變化出現(xiàn)明顯的增長或減少，也可能保持了一定 的數(shù)據(jù)穩(wěn)定性?？紤]到生產(chǎn)線的實際運轉(zhuǎn)溫度往往不能很好的控制在室溫附近，因此不***要測量包裝材料 在常溫下的摩擦系數(shù)，還應(yīng)考察在實際使用環(huán)境溫度下的摩擦系數(shù)。要完成這項試驗，可以改變實驗室的 環(huán)境溫度 （當(dāng)所需溫度與 室溫相差不大時還是可取的） ，也可以借助檢測設(shè)備的自控溫功能， 如 Labthink FPT-F1 就可以將試驗溫度控制在室溫到 99.9℃之間，方便試驗操作。 車制動摩擦片的常見問題的分析！制動摩擦片摩擦系數(shù)高低對制動的影響？ 制動摩擦片摩擦系數(shù)高低對制動的影響？ 制動摩擦片的摩擦系數(shù)過高或過低都會影響汽車的制動性能。尤其是汽車在高速行駛中需緊急制動時，摩 擦系數(shù)過低就會出現(xiàn)制動不靈敏，而摩擦系數(shù)過高就會出現(xiàn)輪胎抱死現(xiàn)象，進(jìn)而造成車輛甩尾和打滑，對 行車安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。 按照國家標(biāo)準(zhǔn)，制動摩擦片的適宜工作溫度為100~350℃。但許多劣質(zhì)制動摩擦片在溫度達(dá)到250℃時，其 摩擦系數(shù)就會急劇下降，而此時制動就會完全失靈。一般來說，按照 SAE 標(biāo)準(zhǔn)，制動摩擦片生產(chǎn)廠商都會 選用 FF 級額定系數(shù)，即摩擦額定系數(shù)為 0.35~0.45 。 制動摩擦片的壽命與硬度的關(guān)系是怎樣的？ 制動摩擦片的壽命與表面硬度并沒有一定的關(guān)系。但如果表面硬度高時，制動摩擦片與制動盤的實際接觸 面積小，往往會影響使用壽命。而影響制動摩擦片壽命的主要因素包括硬度、強(qiáng)度、摩擦材料的磨損性等。 一般情況下，前制動摩擦片的壽命為 3 萬 km ，后制動摩擦片的使用壽命為 12 萬 km 。 制動時為什么會產(chǎn)生抖動現(xiàn)象？ 往往是由于制動摩擦片或制動盤的變形造成的，這與制動摩擦片和制動盤的材質(zhì)、加工精度及使用受熱變 形有關(guān)，其主要原因有制動盤厚薄不勻、制動鼓的圓度差、制動摩擦片的不均勻磨損，以及熱變形和熱斑 等。 除此之外，制動卡鉗的變形或安裝不當(dāng)，以及制動摩擦片的摩擦系數(shù)不穩(wěn)定也會引起制動時抖動。另外， 如果制動摩擦片在制動時產(chǎn)生的振動頻率與懸掛系統(tǒng)產(chǎn)生共振時， 也會產(chǎn)生抖動現(xiàn)象。 涉水后對制動性能 的影響？ 由于涉水后制動摩擦片 / 蹄與制動盤 / 鼓之間有一層水膜，減小了摩擦力， 會影響制動效果， 而且 制動鼓內(nèi)的水也不容易散出。 對于盤式制動器來說， 這種涉水對于制動效果帶來的影響會低一些，因為盤 式制動器的制動摩擦片接觸面積小，而且是暴露在外，不會存留水滴。在車輪轉(zhuǎn)動時由于離心力的作用， 制動盤片上的水滴會很快散失，只要涉水后猛踩幾腳制動就會去除殘留的水層。 但對于鼓式制動器來說， 在涉水后須要邊走邊踩制動， 即邊踩油門邊踩制動， 連續(xù)幾次后可將制動蹄與制動鼓之間的水份蒸發(fā)掉， 進(jìn)而恢復(fù)制動效果。 為什么制動時會產(chǎn)生噪聲？ 制動時噪聲的產(chǎn)生主要是由于懸掛系統(tǒng)相關(guān)部件的共振或相互干涉引起的。但也存在由于制動盤的材料使 用不當(dāng)或變形，制動摩擦片的硬度、孔隙率、摩擦特性和壓縮特性不合格，制動摩擦片和制動盤受潮生銹 （只需制動幾次即可恢復(fù)） ， 制動摩擦片配方中的金屬絲太硬， 制動摩擦片磨損程度報警， 以及機(jī)械式制動 摩擦片刮盤等原因引起的噪聲或尖叫。 為什么新裝的制動摩擦片有制動偏軟的現(xiàn)象？ 在更換新的制動摩擦片后可能會出現(xiàn)制動偏軟的現(xiàn)象，其可能有原因有：制動摩擦片安裝不符標(biāo)準(zhǔn)，制動 盤表面有污染而未清潔，制動管路存在故障或制動液不足，制動液壓缸內(nèi)排氣不完全，制動盤過度磨損且 表面不平整，以及制動摩擦片質(zhì)量不合格。 為什么會出現(xiàn)制動遲滯現(xiàn)象？ 出現(xiàn)制動遲滯的現(xiàn)象， 可能原因有： 制動器回位彈簧失靈，制動摩擦片與制動盤間隙不當(dāng)或裝配尺寸過緊， 制動摩擦片熱膨脹性能不合格，以及駐車制動回位不良。 制動時冒煙是為什么？ 制動摩擦片中含有 20 ％左右的有機(jī)物， 溫度過高時會發(fā)生分解并冒煙， 并在摩擦片表面形成一層油狀物質(zhì)， 影響制動效果。而發(fā)生這種現(xiàn)象可能的原因有：在下坡時頻繁制動，引起溫度過高而冒煙；制動摩擦片的 配方中有機(jī)物含量不合格，超標(biāo)。 制動摩擦片的背板為何會脫落？ 制動摩擦片的背板脫落有兩種情況，一是背板與摩擦材料之間產(chǎn)生裂紋；二是摩擦材料自身產(chǎn)生裂紋。而 可能的原因有：背板的前期處理工藝差，摩擦材料的穩(wěn)定性差，壓制工藝不合格，粘合劑質(zhì)量差，使用溫 度過高，不正確的安裝、撞擊和敲打。 制動摩擦片內(nèi)槽的作用？ 制動摩擦片內(nèi)槽的作用有排放氣體，降低噪音并改變產(chǎn)品固有頻率，排出磨屑，增強(qiáng)摩擦材料與背板的粘 合程度。
