全球能源消耗惊人的23%可归因于摩擦损失。因此，减少摩擦的部件是对节约资源和实现气候保护目标的重要贡献。
就塑料而言，减少摩擦也可以减少微塑料在环境中的存在。波茨坦弗劳恩霍夫应用聚合物研究所IAP和维尔茨堡塑料中心SKZ通过开发填充有液体润滑剂的塑料微胶囊，正在支持这些目标。他们的自润滑塑料实现了高达85%的磨损减少。
无论是滑动门、塑料齿轮还是其他移动部件，各种应用都会使材料受到摩擦。塑料制造商有时在塑料中加入固体润滑剂以减少部件磨损。然而，适用于塑料加工的固体润滑剂数量相对较少。相比之下，液体润滑剂的范围要广得多，其中一些更为有效。在一项合作努力中，这两个研究机构已经成功地将液体润滑剂封装起来，使其可以作为功能物质加入到聚合物中，并在以后的部件中发挥液体润滑剂的所有优势。
高温混合而不损坏胶囊是一个挑战
“我们设法使用双螺杆挤出机将填充有液体润滑剂的弗劳恩霍夫IAP微胶囊纳入热塑性塑料中，”SKZ塑料中心材料开发组研究员Moritz Grünewald解释道，“挑战性的任务是在高温下将微胶囊与热塑性塑料混合而不损坏胶囊。只有在最终部件发生摩擦时，胶囊才会破裂并释放润滑剂。这使部件能够自动润滑。我们的摩擦磨损试验表明，塑料-钢配对的磨损减少高达85%。因此，部件的寿命明显更长，产生的微塑性更少。”
基于这些结果，该材料系统正在为潜在的应用进行进一步优化。目前的开发重点是改善自润滑塑料的机械和热性能。
测试增强材料
额外使用纤维等增强材料是为了使自润滑塑料的机械性能更加稳定。在该项目中，研究人员调查了哪种类型的纤维最适合这一目的，以及如何将微胶囊与塑料基体最佳地结合起来。此外，为了进一步拓宽技术应用的可能性，这些胶囊还可以被纳入高熔点塑料中。为此，研究所正在与项目合作伙伴紧密合作，开发更加稳定的胶囊壁材料。
“主要的挑战是，在最终应用中，胶囊在进入摩擦性接触之前不应断裂。然而，如果我们引入额外的纤维并提高温度，在混合过程中，胶囊上的应力就会增加。”弗劳恩霍夫IAP的微胶囊专家Alexandra Latnikova博士解释道。她的团队开发了微胶囊系统。
来自工业界的大量咨询强调了对具有优化摩擦和磨损性能的新型塑料的需求。微胶囊技术在这方面对公司有很大的帮助——液体和高级润滑剂现在可以作为具有按需释放特性的内部润滑剂。
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