Влияние объемной модификации наноразмерными частицами диоксида циркония на структуру и механические свойства композиционного материала на основе политетрафторэтилена

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В данной работе рассмотрено влияние концентрации наноразмерных частиц диоксида циркония ZrO2, примененных в качестве объемного модификатора-наполнителя, на структуру и прочностные характеристики композита на основе политетрафторэтилена. Методом спекания в пресс-форме в условиях объемного ограничения теплового расширения были получены образцы композитов на основе политетрафторэтилена, имеющих в составе концентрации 0 %, 4 %, 8 % и 26 % наноразмерных частиц диоксида циркония ZrO2. Проведен анализ структурно-химического состояния и элементного состава образцов методами рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии с использованием установки Surface Science Center (Riber) и растровой электронной микроскопией с применением энерго-дисперсионного анализа, твердость была определена на ТВР-АМ (дюрометр) Шора тип А, с аналоговым индикатором. Испытания на износ проведены на универсальной машине трения УМТ-2168 в режиме трения без смазочной жидкости при постоянной нагрузке 5 Н, периферийная скорость с абразивным листом 0,32 м/с. Результаты проведенных исследований были подтверждены в условиях натурных испытаний. Даны рекомендации по процентному составу наноразмерного наполнителя в политетрафторэтилене для уплотнений в узлах трения.

Об авторах

Александр Владимирович Гулькин

РГП «Национальный ядерный центр Республики Казахстан»

Автор, ответственный за переписку.
Email: onv@omgtu.ru

кандидат физико-математических наук

Казахстан, 180010, г. Курчатов, ул. Бейбіт атом, 2Б

Андрей Анатольевич Теплоухов

Омский государственный технический университет

Email: a.a.lektor@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5649-2871
SPIN-код: 6836-1254

кандидат технических наук, доцент кафедры «Физика»

Россия, 644050, г. Омск, пр. Мира, 11

Наталья Андреевна Семенюк

Омский государственный технический университет

Email: onv@omgtu.ru
ORCID iD: 0000-0003-0103-7684
SPIN-код: 4143-3715

кандидат технических наук, доцент кафедры «Физика»

Россия, 644050, г. Омск, пр. Мира, 11

Алексей Павлович Сазанков

Институт механики металлополимерных систем имени В. А. Белого Национальной академии наук Беларуси

Email: onv@omgtu.ru

младший научный сотрудник

Белоруссия, 246050, г. Гомель, ул. Кирова, 32А

Анастасия Евгеньевна Карташова

Омский государственный технический университет

Email: onv@omgtu.ru

аспирант кафедры «Технология машиностроения»

Россия, 644050, г. Омск, пр. Мира, 11

Дмитрий Викторович Скакун

Омский государственный технический университет

Email: onv@omgtu.ru
ORCID iD: 0009-0008-9768-6227
SPIN-код: 3992-7339

аспирант кафедры «Технология машиностроения»

Россия, 644050, г. Омск, пр. Мира, 11

Список литературы

  1. Бартенев Г. М., Зеленев Ю. В. Физика и механика полимеров. Москва: Высшая школа, 1983. 391 с.
  2. Негров Д. А., Путинцев В. А., Глотов А. И. Влияние усовершенствованной технологии прессования на структурообразование политетрафторэтилена // Ползуновский вестник. 2024. № 1. С. 240–244. doi: 10.25712/ASTU.2072-8921.2024.01.031. EDN: JCAATM.
  3. Panin S. V., Kornienko L. А., Alexenko V. O. Influence of Nanoand Microfillers on the Mechanical and Tribotechnical Properties of «UHMWPE-PTFE» Composites // Key Engineering Materials. 2016. Vol. 712. P. 161–165. doi: 10.4028/ href='www.scientific.net/KEM.712.161' target='_blank'>www.scientific.net/KEM.712.161. EDN: XFMLKD.
  4. Смелов А. В. Механические свойства и трибологические возможности модифицированного политетрафторэтилена // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 6. С. 73–81. EDN: RPIHLN.
  5. Охлопкова А. А. Физико-химические принципы создания триботехнических материалов на основе политетрафторэтилена и ультрадисперсных керамик: дис. … д-ра техн. наук. Якутск, 2000. 295 с.
  6. Исакова Т. А., Петрова П. Н., Маркова М. А. Исследование полимерных композиционных материалов на основе механоактивированного политетрафторэтилена // Журнал Сибирского федерального университета. Техника и технологии. 2023. Т. 16, № 8. С. 967–976. EDN: LGQCUH.
  7. Будник О. А., Свидерский В. А., Берладир К. В. [и др.]. Влияние механической активации политетрафторэтиленовой матрицы на ее физико-химические и эксплуатационные свойства // Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова. 2014. № 5. С. 176–179. EDN: SXDKAZ.
  8. Колосова А. С., Сокольская М. К., Виткалова И. А. [и др.] Наполнители для модификации современных полимерных композиционных материалов // Фундаментальные исследования. 2017. № 10–3. С. 459–465. EDN: ZRRAMN.
  9. Аммосова О. А. Модифицированные полимерные и композиционные материалы для северных условий: моногр. Новосибирск: Наука, 2017. 217 с. EDN: YPHAOT.
  10. Машков Ю. К., Кропотин О. В., Чемисенко О. В. Разработка и исследование полимерного нанокомпозита для металлополимерных узлов трения // Омский научный вестник. 2014. № 3. С. 64–66. EDN: TKDJUD.
  11. Пат. 2269550 Российская Федерация, МПК C 08 L 27/18, C 08 K 3/04. Состав для получения композиционного герметизирующего материала / Струк В. А., Костюкович Г. А., Кравченко В. И., Овчинников Е. В., Горбацевич Г. Н. № 2004104434/04; заявл. 17.02.2004; опубл. 10.02.2006. Бюл. № 4. 6 с.
  12. Пат. 2467034 Российская Федерация, МПК C 08 J 7/18, C 08 J 5/16, C 08 J 3/28, B 82 B 3/00, C 08 F 2/46, C 08 L 27/18. Нанокомпозиционный антифрикционный и уплотнительный материал на основе политетрафторэтилена / Хатипов С. А., Селиверстов Д. И., Жутаева Ю. Р. № 2011135280/04; заявл. 24.08.2011; опубл. 20.11.2012. Бюл. № 32. 8 с.
  13. Панин В. Е., Панин С. В., Корниенко Л. А. [и др.]. Влияние механической активации сверхвысокомолекулярного полиэтилена на его механические и триботехнические свойства // Трение и износ. 2010. Т. 31, № 2. С. 168–176. EDN: MUWFHN.
  14. Привалко В. П., Станиславский В. Б., Титов Г. В. Тепловое расширение высоконаполненных полистиролов // Высокомолекулярные соединения. Серия Б. 1988. Т. 30, № 7. С. 540–542.
  15. Машков Ю. К., Полещенко К. Н., Еремин Е. Н., Теплоухов А. А. [и др.]. Получение слоисто-армированного нанокомпозита на основе политетрафторэтилена методами лазерной абляции и ионно-плазменного модифицирования // Упрочняющие технологии и покрытия. 2020. Т. 16, № 12. C. 531–538. doi: 10.36652/1813-1336-2020-16-12-531-538. EDN: YICCTV.
  16. Помогайло А. Д., Розенберг А. С., Уфлянд И. Е. Наночастицы металлов в полимерах. Москва: Химия, 2000. 672 с.
  17. Веттегрень В. И., Башкарв А. Я., Суслов М. А. Влияние формы частиц наполнителя на прочность полимерного композита // Журнал технической физики. 2007. Т. 77, № 6. С. 135–138. EDN: RCTBNR.
  18. Охлопкова А. А., Петрова П. Н., Гоголева О. В. Разработка полимерных нанокомпозитов триботехнического назначения для нефтегазового оборудования // Нефтегазовое дело. 2009. № 2. С. 23. EDN: MOTMKR.
  19. Горелик С. С., Скаков Ю. А., Расторгуев Л. Н. Рентгенографический и электронно-оптический анализ. Москва: МИСИС, 1994. 328 с.
  20. Шпанченко Р. В., Розова М. Г. Рентгенографический анализ. Москва: Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, 1998. 212 с.
  21. Baer D. R., Thevuthasan S. Ch. 16. Characterization of Thin Films and Coatings // Deposition Technologies for Films and Coatings. Noyes Publications, William Andrew, 2010. Р. 749–864. doi: 10.1016/b978-0-8155-2031-3.00016-8.
  22. Neville A., Mather R. R., Wilson J. I. B. 12 – Characterisation of plasma-treated textiles // Plasma Technologies for Textiles. Woodhead Publishing, 2007. Р. 301–315. doi: 10.1533/9781845692575.2.301.
  23. Машков Ю. К., Кургузова О. А., Рубан А. С. Разработка и исследование износостойких полимерных нанокомпозитов // Вестник СибАДИ. 2018. Т. 15, № 1. С. 36–45. EDN: YTMCKY.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).