Без рубрики

Разработка высокопрочных полимерных материалов на основе политетрафторэтилена

М.А. МарковаП.Н. Петрова, А.Л. ФедоровС.Н. Попов
DOI 10.31242/2618-9712-2020-25-2-13

Показать больше

Институт проблем нефти и газа СО РАН, Якутск, Россия
*mar[email protected]

Поступила в редакцию 02.04.2020
Принята к публикации 19.05.2020

УДК 678:073:661:481

Информация для цитирования
Маркова М.А., Петрова П.Н., Федоров А.Л., Попов С.Н. Разработка высокопрочных полимерных материалов на основе политетрафторэтилена // Природные ресурсы Арктики и Субарктики. 2020. Т. 25, № 2. С. 157–166. https://doi.org/10.31242/2618-9712-2020-25-2-13

АННОТАЦИЯ: Представлены результаты исследований физико-механических показателей полимерных материалов на основе политетрафторэтилена и его композитов с углеродными волокнами марки УВИС-АК-П, технология получения которых заключается в пластическом деформировании полимерных заготовок путем сжатия, сопровождающемся изменением толщины при постоянстве ширины заготовки. Установлено, что использование данной технологии позволяет не только повысить прочность при растяжении ПТФЭ в 2,7-3,3 раза при коэффициенте сжатия 3-4,3, но и снизить его деформацию ползучести в 22-29 раз по сравнению с исходным полимером. Предлагаемая технология апробирована также на ПТФЭ-композите, содержащем углеродный волокнистый материал марки УВИС-АК-П в количестве 5 мас.%. Показано, что и в этом случае прочность композита повышается в 3 раза, а деформация ползучести снижается в 8,3 раза по сравнению с исходным композитом, который не подвергался пластической деформации. Предлагаемая технология получения фторопластовых композитов позволяет расширить области их применения, и разработанные материалы могут использоваться в различных узлах трения, в особенности для схем нагружения с высокими растягивающими нагрузками.

Ключевые слова: политетрафторэтилен, углеродные волокна, деформация, ползучесть, износостойкость, прочность.

Благодарности. Работа выполнена в рамках Госзадания Министерства науки РФ (Рег. № НИОКР АААА-А17-117040710038-8)

Список литературы
  1. Shasha Feng, Zhaoxiang Zhong, Yong Wang, Weihong Xing, Drioli E. Progress and perspectives in PTFE membrane: Preparation, modification, and applications // Journal of Membrane Science. 2018. V. 549. P. 332–349, doi/10.1016/j.memsci.2017.12.032
  2. Bocklenberg L., Winkler K., Mark P., Rybarz S. Low Friction Sliding Planes of Greased PTFE for High Contact Pressures // Open Journal of Civil Engineering. 2016. Vol. 6, No. 2. P. 105–116. DOI: 10.4236/ojce.2016.62010
  3. Воропаев В.В. Инновации и ресурсосбережение при производстве высокопрочных износостойких карбоносодержащих композитов на основе фторопластовых матриц// Новые горизонты. Сборник материалов III Белорусско-Китайского молодежного инновационного форума. Минск: БНТУ, 2016. С. 78–79.
  4. Болдырев В.В., Охлопкова А.А., Попов С.Н., Петрова П.Н. и др. Фундаментальные основы механической активности, механосинтеза и механохимических технологий. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2009. 343 с.
  5. Машков Ю.K., Овчар З.Н., Байбарацкая М.Ю., Мамаев О.А. Полимерные композиционные материалы в триботехнике. М.: ООО Недра-Бизнесцентр, 2004. 262 с.
  6. Sokolova M.D., Davydova M.L., Shadrinov N.V. Processing to increase the structural activity of xeolite in polymer-elastomer composites // Int. Polymer Sci. And Technol. 2011. V. 38, No. 5. P. 25–29.
  7. Ле Тхи Ми Хиеп, Панин С.В., Корниенко Л.А., Алексенко В.О., Иванова Л.Р. Механические и триботехнические свойства композитов на основе полифениленсульфида, армированных различными микроволокнами // Перспективные материалы конструкционного и медицинского назначения: сборник трудов Международной научно-технической молодежной конференции. Томск: Изд-во ТПУ, 2018. С. 243–245.
  8. Marycheva A.N., Guzeva T.A., P’e P.M. et al. Reinforcing Fillers for Polymer Composites Based on Organic Unwoven Materials. Polym. // Sci. Ser. 2019. V. D 12. P. 170–173. https://doi.org/10.1134/S1995421219020138
  9. Al-ghamdi A.M.S., Mark J.E. Zeolites as reinforcing fillers in an elastomer // Polymer Bulletin. 1988. V. 20. P. 537–542. https://doi.org/10.1007/BF00263669
  10. Ly E.B., Lette M.J., Diallo A.K. et al. Effect of Reinforcing Fillers and Fibres Treatment on Morphological and Mechanical Properties of Typha-Phenolic Resin Composites // Fibers Polym. 2019. V. 20. P. 1046–1053. https://doi.org/10.1007/s12221-019-1087-y
  11. Ovdak O.V., Kalinin Y.E., Kudrin A.M. et al. The Influence of Content of Reinforcing Filler on Mechanical Properties of Carbon-Glass Fiber Reinforced Plastics in Matrix T-107. Inorg. Mater. Appl. Res. 2018. V. 9. P. 108–113. https://doi.org/10.1134/S2075113318010215
  12. Sergeev V.P., Chuvashov Y.N., Galushchak O.V. et al. Basalt fibers — A reinforcing filler for composites // Powder Metall Met. Ceram. 1995. V. 33. P. 555–557. https://doi.org/10.1007/BF00559548
  13. Beckford S., Cai J., Fleming R.A. et al. The Effects of Graphite Filler on the Tribological Properties of Polydopamine/PTFE Coatings // Tribol. Lett. 2016. V. 64. 42 p. https://doi.org/10.1007/s11249-016-0777-5
  14. Возняк Ю.В. Влияние маршрута деформирования на свойства политетрафторэтилена после равноканальной угловой экструзии // Физика и техника высоких давлений. 2012. Т. 22, № 2. С. 118–124.
  15. Патент РФ № 2527782 Процесс изготовления упрочненных прутковых изделий из аморфно-кристаллических полимеров / Белошенко В.А., Возняк А.В., Возняк Ю.В.
  16. Чередниченко В. С. Технология конструкционных материалов: 2-е изд., Перераб. М.: Омега-Л, 2006. 752 с.
  17. Белошенко В.А., Бейгельзимер Я.Е., Варюхин В.Н. Твердофазная экструзия полимеров. Киев: Наукова думка, 2008. 207 с.
  18. Segal V.M. Equal-Channel Angular Extrusion: From Macromechanics to Structure Formation // Mater. Sci. Eng. 1999. V. A271. P. 322–333.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.