材料的摩擦係數與溫度（dù）

1、摩擦（cā）係數

    摩擦係數是對兩表麵摩擦力的（de）一種量度，它表征（zhēng）了材料的摩擦行為。薄膜表（biǎo）麵的摩擦係數（shù）取決於薄膜（mó）表麵的粘著性（表麵張力和結晶度）、添加劑（爽（shuǎng）滑劑、顏料等）、以及表麵拋光。在進行以下操作工序時需（xū）要（yào）嚴格控製材料的摩擦係數，如當（dāng）薄膜越過（guò）自由轉輥、袋成（chéng）型、產品纏繞膜、以及包裝袋及其它容器的堆放。除了材料（liào）的內部可（kě）變因素能夠影（yǐng）響材料的摩（mó）擦係數，環境因素（如機器運（yùn）轉的速度、溫度、靜電積累（lèi）、以及濕度）也能影響摩擦係數的試驗結果。

2、溫度對摩擦（cā）係數（shù）的影響

    高分子材料分子運動狀態的改變按照（zhào）動力學的觀點稱作鬆弛。溫度升高時，一方麵可提高各運動單（dān）元的熱運動能力，另一方麵由於熱膨脹，分子間距離增加，即高聚物內部的自由體積增加，這就增大了各運動單元活動（dòng）空（kōng）間，有利（lì）於（yú）分子運動，使鬆弛時間縮短，鬆弛過程加快。伴隨著高聚物（wù）的鬆（sōng）弛，它的熱力學性質（zhì）、粘彈性能和其它物理性質會發生急劇地改（gǎi）變。而材（cái）料的摩擦係數作為最常（cháng）用的一項力學指標，同樣也受（shòu）到了溫度（dù）升（shēng）高的影響。一般來講（jiǎng）， 隨著環（huán）境溫度的升高，材料表（biǎo）麵的摩擦係數（shù）會有一定的變化，但變（biàn）化（huà）的大小因材料而異。

3、升溫試驗

    為（wéi）了驗證溫度變化對摩（mó）擦係數值的影響（xiǎng），筆者特地選擇了幾組有一定（dìng）代表性的材料在不同溫度下測定它們的摩（mó）擦係數。以下是其中 2 組試驗的詳細試驗信息（xī）及結果：

    試樣： PC 膜、鋁箔（bó）複合膜

    試驗設備： Labthink FPT-F1摩擦係數/剝離試驗儀（可實現室溫到 99.9℃之間的自控溫）

    試驗溫度：室溫～ 90.0℃

    試驗數據（jù）：

表 1. PC 膜（mó）摩擦試驗數據表

　　　　　　　　　　　　　　注 　1 ：試驗數據為多組試驗平均（jun1）值。

　　　　　　　　　　　　　　　　 2 ：粘滑（huá）現象。

表 2. 鋁箔複合膜摩擦試（shì）驗數據表

　　　　　　　　　　　　　　注（zhù） 　1 ：試驗數據為多組試驗平（píng）均值。

　　　　　　　　　　　　　　　　 2 ：粘滑現象（xiàng）。

    試驗數據隨溫度升高的走勢如圖（tú） 1 所示。

圖 1. 摩擦係數隨溫度升高的走勢（shì）圖

    從圖 1 可以看出試驗溫度的升高明（míng）顯影響（xiǎng）了材料的摩擦係數，但對於不（bú）同的試樣（yàng），溫度的影響（xiǎng）效（xiào）果不同；而且對於同一試樣，隨溫度（dù）的上升，動摩擦係（xì）數的變化趨勢很可能也不同於靜摩擦係數。例如對於 PC 膜，靜摩擦係數隨溫度升高的增長趨勢比較穩（wěn）定，但動摩擦係數的變化趨勢的波動就很大，不過動摩擦係數（shù）的整體趨勢也是（shì）增長的。對於鋁箔（bó）複合（hé）膜（mó），摩擦係數的增長趨勢（shì）就不如 PC 膜，而且其動摩擦係數隨溫度的上升基本保持穩定。需要說（shuō）明（míng）的一點是，在進（jìn）行 74℃以上的摩（mó）擦試驗時，試驗過程中出現（xiàn）了明顯的粘滑現象，即（jí）滑動現象 是不平穩的（de）、間歇性的。

4、實際要求

    在實際（jì）包裝過程中的摩擦力常常既（jì）是拖動力又是阻力，因此必須有效地控製摩擦係數的大小，使（shǐ）它在適當的範圍內。

    自動包（bāo）裝用卷材，一（yī）般要求內層（céng）摩擦係（xì）數比較小，而外層摩擦係數適中。內層摩擦係數不能過小（xiǎo），否則有可能引（yǐn）起製袋成型時疊（dié）料不穩定（dìng）而產生錯邊。外層（céng）摩擦係數太大會引起包裝過程中阻力（lì）過大致使材料拉伸變形，太小可能又會引起拖動機構打滑造成（chéng）電眼（yǎn）跟蹤和（hé）切斷定位不準。內層材料的開（kāi）口劑和爽滑劑的含量以及（jí）薄膜的挺度、平滑度等因素都會影響複合膜摩擦係數的（de）大小。

    在研究材料的摩擦係數時，應特別注意溫（wēn）度對摩擦係（xì）數（shù）的影響。如之（zhī）前（qián）所述，溫度不（bú）同會導致摩擦係數的顯著變化，需要通過實際檢測獲得實測數據。某種材料的摩擦係數可能會隨著溫度的變化出現明顯的增長或減少，也可能保持了一定的數據穩定性。考慮（lǜ）到生產線的實際運轉溫度往往不能很好的控製在室溫附近，因此不僅要測量包裝材料在常溫下的摩擦係數，還應考察在（zài）實際使用環境溫度下的（de）摩擦（cā）係數。要完成這項試驗，可以改變（biàn）實驗室的環境溫度（當所需（xū）溫度（dù）與 室溫相差（chà）不大時（shí）還是可取的），也（yě）可以借助檢（jiǎn）測設備的自控溫功能，如 Labthink FPT-F1 就可以將（jiāng）試驗溫度控製在室溫到 99.9℃之間，方便（biàn）試驗（yàn）操作。