全球能源消耗驚人的23%可歸因于摩擦損失。因此，減少摩擦的部件是對節約資源和實現氣候保護目標的重要貢獻。

就塑料而言，減少摩擦也可以減少微塑料在環境中的存在。波茨坦弗勞恩霍夫應用聚合物研究所IAP和維爾茨堡塑料中心SKZ通過開發填充有液體潤滑劑的塑料微膠囊，正在支持這些目標。他們的自潤滑塑料實現了高達85%的磨損減少。

無論是滑動門、塑料齒輪還是其他移動部件，各種應用都會使材料受到摩擦。塑料制造商有時在塑料中加入固體潤滑劑以減少部件磨損。然而，適用于塑料加工的固體潤滑劑數量相對較少。相比之下，液體潤滑劑的范圍要廣得多，其中一些更為有效。在一項合作努力中，這兩個研究機構已經成功地將液體潤滑劑封裝起來，使其可以作為功能物質加入到聚合物中，并在以后的部件中發揮液體潤滑劑的所有優勢。

高溫混合而不損壞膠囊是一個挑戰

“我們設法使用雙螺桿擠出機將填充有液體潤滑劑的弗勞恩霍夫IAP微膠囊納入熱塑性塑料中，”SKZ塑料中心材料開發組研究員Moritz Grünewald解釋道，“挑戰性的任務是在高溫下將微膠囊與熱塑性塑料混合而不損壞膠囊。只有在最終部件發生摩擦時，膠囊才會破裂并釋放潤滑劑。這使部件能夠自動潤滑。我們的摩擦磨損試驗表明，塑料-鋼配對的磨損減少高達85%。因此，部件的壽命明顯更長，產生的微塑性更少。”

基于這些結果，該材料系統正在為潛在的應用進行進一步優化。目前的開發重點是改善自潤滑塑料的機械和熱性能。

測試增強材料

額外使用纖維等增強材料是為了使自潤滑塑料的機械性能更加穩定。在該項目中，研究人員調查了哪種類型的纖維最適合這一目的，以及如何將微膠囊與塑料基體最佳地結合起來。此外，為了進一步拓寬技術應用的可能性，這些膠囊還可以被納入高熔點塑料中。為此，研究所正在與項目合作伙伴緊密合作，開發更加穩定的膠囊壁材料。

“主要的挑戰是，在最終應用中，膠囊在進入摩擦性接觸之前不應斷裂。然而，如果我們引入額外的纖維并提高溫度，在混合過程中，膠囊上的應力就會增加。”弗勞恩霍夫IAP的微膠囊專家Alexandra Latnikova博士解釋道。她的團隊開發了微膠囊系統。

來自工業界的大量咨詢強調了對具有優化摩擦和磨損性能的新型塑料的需求。微膠囊技術在這方面對公司有很大的幫助——液體和高級潤滑劑現在可以作為具有按需釋放特性的內部潤滑劑。