ФІЗИКО-ХІМІЧНІ МЕТОДИ АКТИВАЦІЇ ПТФЕ ТА КОМПОЗИЦІЙ НА ЙОГО ОСНОВІ

Перейти вниз

ФІЗИКО-ХІМІЧНІ МЕТОДИ АКТИВАЦІЇ ПТФЕ ТА КОМПОЗИЦІЙ НА ЙОГО ОСНОВІ

Сообщение автор Admin в Вт Фев 25 2014, 18:03

Будник О.А., к.т.н., доц., БДТУ ім. В.Г. Шухова, м. Белгород
Берладір Х.В., НТУУ «КПІ», м. Київ
Руденко П.В., СумДУ, м. Суми


ФІЗИКО-ХІМІЧНІ МЕТОДИ АКТИВАЦІЇ ПТФЕ ТА КОМПОЗИЦІЙ НА ЙОГО ОСНОВІ

Виробництво і споживання фторвмісних полімерів та виробів на їх основі постійно розширюються у зв'язку зі зростанням потреби в цих матеріалах різними галузями промисловості [1].
Застосування політетрафторетилену (ПТФЕ) в машинобудуванні обумовлено, перш за все, двома унікальними властивостями: низьким коефіцієнтом тертя і відсутністю налипання інших матеріалів, включаючи і адгезиви, до поверхні виробів з ПТФЕ. Особливе значення мають такі властивості ПТФЕ, як висока теплостійкість, можливість застосування при кріогенних температурах, хімічна стійкість у більшості агресивних середовищ при температурах від -269 до 260 ºС та довговічність [2] . Разом з тим, є істотні недоліки, що стосуються застосування даного фторполімера. Перший пов'язаний з його високою повзучістю (холодотекучістю). Другий недолік пов'язаний з низькою зносостійкістю - незважаючи на дуже малий коефіцієнт тертя, інтенсивність зносу виявляється неприпустимо високою. Обидва зазначених чинника призводять до необхідності частого ремонту ущільнювальних та направляючо-опорних елементів вузлів тертя [3].
Підвищення зносостійкості і терміну служби вузлів тертя залежить, в першу чергу, від триботехнічних та фізико-механічних властивостей композиційних матеріалів на основі ПТФЕ.
Найбільш перспективним способом зміни властивостей ПКМ є модифікування полімерів, які випускаються в промисловості, із залученням різних технологічних прийомів [4] - фізичних впливів шляхом механічної активації, введення активованих інгредієнтів [5] та ін. При реалізації цього підходу можливе не тільки значне поліпшення трибологічних властивостей, а й здійснення його технологічно простіше і вимагає набагато менших витрат.
Фізичні методи впливу на матеріали є ефективними технологічними прийомами, що дозволяють значно підвищити експлуатаційні властивості матеріалів [6].
Останнім часом намітилася тенденція використання механохімічних методів диспергування матеріалів для переведення їх в нерівноважний метастабільний стан. До таких методів відноситься механічне дроблення і активація матеріалів за допомогою різного роду подрібнювального обладнання [7].
Механоактивація застосовується для зміни реакційної здатності твердих тіл, під якою розуміють прискорення або підвищення ефективності хімічних або фізико-хімічних процесів, при цьому, на відміну від механодеструкції та механосинтезу, механічні сили не ініціюють хімічні реакції, а тільки знижують енергію активації реакцій відповідно до витрат механічної енергії [8].
Відповідно до сучасних уявлень, при механічних впливах за рахунок енергії пружного деформування в поверхневих шарах матеріалу виникають активні нерівноважні збуджені стани, зумовлені коливальним збудженням атомів, електронним збудженням та іонізацією, деформуванням зв'язків і валентних кутів, а також процесами міграції структурних елементів і масопереносу. У порівнянні з термічною активацією при механоактивації виникають більш високозбуджені стани.
Механічна енергія, що передається матеріалу при ударній дії, лише частково витрачається на збільшення питомої поверхні диспергуючого матеріалу і більшою мірою призводить до підвищення внутрішньої енергії речовини та зміни енергії електронних збуджень, що призводить до виникнення збуджених станів в атомній структурі і переміщення атомів на поверхню кристалічної решітки диспергуючого матеріалу. Це призводить до спотворення валентних кутів в кристалічній решітці та супроводжується підвищенням реакційної здатності речовини.
Збільшення ступеня диспергування матеріалів за короткий час механічної обробки в умовах, коли реалізується ефект Ребіндера, зумовлює підвищення виходу вільних радикалів.
В результаті механічної активації ПТФЕ в дробарці
МРП-1 (n=7000 об/хв.) досягнуто підвищення міцнісних властивостей більш ніж в 2,5 рази, а зносостійкості на 47 %.
Підвищення зносостійкості ПТФЕ в ході механоактивації пов'язано із зменшенням ступеня кристалічності і збільшенням середньої міжшарової відстані в процесі фрикційної взаємодії та структурної пристосованості модифікованого ПТФЕ в умовах тертя і прояви синергетичних ефектів самоорганізації трибоструктур, що володіють підвищеною зносостійкістю.
Таким чином, показана перспективність використання механічної активації ПКМ як ефективного технологічного прийому, що забезпечує створення композитів не тільки з поліпшеними, а й прогнозованими характеристиками.

Список використаних джерел: 1. Паншин, Ю.А. Фторопласты [Текст] / Ю.А. Паншин, С.Г. Малкевич, Ц.С. Дунаевская. – Л. : Химия, 1978. – 232 с. 2. Пугачев, А.К. Переработка фторопластов в изделия [Текст] / А.К. Пугачев, О.А. Росляков. - Л. : Химия, 1987. – 182 с. 3. Адаменко, Н.А. Конструкционные полимерные композиты [Текст] / Н.А. Адаменко, А.В. Фетисов, Г.В. Агафонова. – Волгоград : Волг, 2010. – 103 с. 4. Основные тенденции создания полимерных композиционных антифрикционных материалов [Текст] / И.А. Грибова, А.П. Краснов, А.Н. Чумаевская, Н.М. Тимофеева // Обзор аналитической информации. – М. : ИНЭОС, 1996. – 46 с. 5. Берладир, К.В. Структурная модификация фторопласта-4 с целью повышения эксплуатационно-технологических свойств композитов на его основе [Текст] / К.В. Берладир, В.А. Свидерский, А.А. Томас, П.В. Руденко, А.Ф. Будник // Матеріали VII Міжнародної науково-технічної WEB - конференції «Композиційні матеріали», березень-травень, 2013 р. – Київ, 2013. – С. 90-91. 6. Аввакумов, Е.Г. Механические методы активации химических процессов [Текст] / Е.Г. Аввакумов. – 2-е изд., перераб. и доп. – Новосибирск : Наука, 1986. – 297 с. 7. Будник, О.А. Вуглепластики триботехнічного призначення на основі фторопласту-4 та модифікованого вуглецевоволокнистого наповнювача [Текст] : дис. … канд. техн. наук / О.А. Будник. – Д., 2011. – 160 с. 8. Будник, О.А. Разработка уплотнительного углефторопластового композитного материала с требуемыми свойствами технологий его получения [Текст] / О.А. Будник, П.В. Руденко, А.Ф. Будник [и др.] // XII Междунар. НТК «Гервикон-2008», г. Перемышль-Кельце. – 2008. – с. 299-306.
avatar
Admin
Admin

Сообщения : 129
Дата регистрации : 2014-02-25

Посмотреть профиль http://materialtovarzn.ukrainianforum.net

Вернуться к началу Перейти вниз

Вернуться к началу


 
Права доступа к этому форуму:
Вы не можете отвечать на сообщения