<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">resar</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Природные ресурсы Арктики и Субарктики</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Arctic and Subarctic Natural Resources</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2618-9712</issn><issn pub-type="epub">2686-9683</issn><publisher><publisher-name>Академия наук Республики Саха (Якутия)</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.31242/2618-9712-2024-29-1-162-171</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">resar-351</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>Материаловедение и химические технологии</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>Materials science and chemical technologies</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Исследование влияния технологий получения на свойства и структуру композитов на основе ПТФЭ</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Eﬀect of production technologies on the properties and structure of PTFE-based composites</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-1859-8034</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Петрова</surname><given-names>П. Н.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Petrova</surname><given-names>P. N.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Петрова Павлина Николаевна, кандидат технических наук, доцент, ведущий научный сотрудник</p><p>ResearcherID: A-6425-2014, Scopus Author ID: 13906602000</p><p>г. Якутск</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Petrova Pavlina Nikolaevna, Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor, Leading Researcher</p><p>ResearcherID: A-6425-2014, Scopus Author ID: 13906602000</p><p>Yakutsk</p></bio><email xlink:type="simple">ppavlina@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-3000-1560</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Маркова</surname><given-names>М. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Markova</surname><given-names>M. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Маркова Марфа Алексеевна, аспирант, инженер</p><p>ResearcherID: F-3227-2017, Scopus Author ID: 57207729946</p><p>г. Якутск</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Markova Marfa Alekseevna, Postgraduate Student, Engineer</p><p>ResearcherID: F-3227-2017, Scopus Author ID: 57207729946</p><p>Yakutsk</p></bio><email xlink:type="simple">markovamusya@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-1718-2643</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Федоров</surname><given-names>А. Л.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Fedorov</surname><given-names>A. L.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Федоров Андрей Леонидович, кандидат технических наук, старший научный сотрудник</p><p>ResearcherID: A-5442-2014, Scopus Author ID: 55845420304</p><p>г. Якутск</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Fedorov Andrey Leonidovich, Cand. Sci. (Eng.), Senior Researcher</p><p>ResearcherID: A-5442-2014, Scopus Author ID: 55845420304</p><p>Yakutsk</p></bio><email xlink:type="simple">gelvirb@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Институт проблем нефти и газа СО РАН</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Institute of Oil and Gas Problems, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2024</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>29</day><month>03</month><year>2024</year></pub-date><volume>29</volume><issue>1</issue><fpage>162</fpage><lpage>171</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Петрова П.Н., Маркова М.А., Федоров А.Л., 2024</copyright-statement><copyright-year>2024</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Петрова П.Н., Маркова М.А., Федоров А.Л.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Petrova P.N., Markova M.A., Fedorov A.L.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://resar.elpub.ru/jour/article/view/351">https://resar.elpub.ru/jour/article/view/351</self-uri><abstract><p>При разработке полимерных композиционных материалов для значительного повышения механических, триботехнических и других свойств, кроме подбора природы и количества наполнителя, важны технологические способы введения наполнителей в структуру базового полимера. В работе методом растровой электронной микроскопии изучены процессы структурообразования полимерных композиционных материалов на основе политетрафторэтилена и дискретных гидратцеллюлозных углеродных волокон в зависимости от технологии получения. Рассмотрены такие технологические приемы, как совместная механоактивация компонентов и пропускание порошковой смеси через лабораторные вальцы. Для понимания процессов, протекающих при трении разработанных ПКМ, проведены исследования поверхности до и после трения методом инфракрасной спектроскопии. Установлено, что в процессе трения в зависимости от режима последнего происходит изменение спиральной конформации макромолекул ПТФЭ. Показано, что повышение скорости скольжения и нагрузки при трении ПКМ приводит к изменению спиральной конформации макромолекул с переходом с 136 к более стабильной конформации 157. На основании проведенных исследований установлено, что комбинации технологий совместной механоактивации компонентов и вальцевания порошковой смеси являются технологическими приемами, которые позволяют повысить структурную активность дискретных УВ и интенсифицировать адгезионное взаимодействие на границе раздела фаз полимер–наполнитель, что приводит к повышению износостойкости и сопротивляемости композитов к ползучести. Разработанные технологические подходы можно использовать при получении фторкомпозитов, содержащих не только углеродное, но и другие виды волокон.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>In the development of polymer composite materials, it is crucial to use various technological methods for introducing ﬁllers into the structure of the base polymer, by diﬀerent activation technologies of energy exposure. In this study, the processes of structure formation of polymer composite materials based on polytetraﬂuoroethylene and discrete hydrate cellulose carbon fibers, depending on the production technology, were investigated by scanning electron microscopy. We considered joint mechanical activation of components and passing the powder mixture through laboratory rollers. To understand the processes occurring in the friction process of the developed PCM, surface studies before and after friction by infrared spectroscopy were carried out. We found that during the friction process, depending on the friction mode, the spiral conformation of the PTFE macromolecules changes. An increase in the sliding velocity and the load during PCM friction leads to a change in the spiral conformation of macromolecules with a transition from 136 to a more stable conformation 157. We also found that the combination of technologies for joint mechanical activation of components and rolling of a powder mixture are technological techniques that can increase the structural activity of discrete hydrocarbons and intensify the adhesive interaction at the polymer-ﬁller phase interface, which leads to an increase in the resistance of composites to creep and wear. The developed technological approaches can be used in the production of ﬂuorocomposites containing not only carbon but also other types of ﬁbers.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>политетрафторэтилен</kwd><kwd>углеродные волокна</kwd><kwd>растровая электронная микроскопия</kwd><kwd>инфракрасная микроскопия</kwd><kwd>триботехнические характеристики</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>polytetraﬂuoroethylene</kwd><kwd>carbon ﬁbers</kwd><kwd>scanning electron microscopy</kwd><kwd>infrared microscopy</kwd><kwd>tribotechnical characteristics</kwd></kwd-group><funding-group><funding-statement xml:lang="ru">Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (рег. № 122011100162-9) с использованием научного оборудования ЦКП ФИЦ «ЯНЦ СО РАН».</funding-statement><funding-statement xml:lang="en">This study was conducted within the framework of the state assignment of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation (reg. No. 122011100162-9), using the equipment provided by Core Shared Research Facilities (SCRF) of the Federal Research Centre “The Yakut Scientiﬁc Centre SB RAS”.</funding-statement></funding-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Хатипов С.А., Артамонов Н.А. Создание нового антифрикционного и уплотнительного материала на основе радиационно-модифицированного политетрафторэтилена. Российский химический журнал. 2008;52(3):89–97.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Hatipov S.A., Artamonov N.A. Creation of a new antifriction and sealing material based on radiation-modiﬁed polytetraﬂuoroethylene. Rossiiskii Khimicheskii Zhurnal (Russian Chemistry Journal). 2008;52(3):89–97. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Li Z., Liu J., Yuan Y., et al. Effects of surface fluoride-functionalizing of glass fiber on the properties of PTFE/glass fiber microwave composites. The Royal Society of Chemistry Advances. 2017;(7):22810– 22817.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Li Z., Liu J., Yuan Y., et al. Effects of surface fluoride-functionalizing of glass fiber on the properties of PTFE/glass fiber microwave composites. The Royal Society of Chemistry Advances. 2017;(7):22810– 22817.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Охлопкова А.А., Васильев С.В., Петрова П.Н. и др. Базальтофторопластовые композиты антифрикционного назначения. Вестник Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова. 2013; 10(5):30–36.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ohlopkova A.A., Vasilev S.V., Petrova P.N., et al. Basalt-ﬂuoroplastic composites of antifrictional assignment. Vestnik of the North-Eastern Federal University. 2013;10(5):30–36. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Bolvari A., Glenn S., Janssen R., Ellis C. Wear and friction of aramid ﬁber and polytetraﬂuoroethylene ﬁlled composites. Wear. 1997;(203-204):697–702.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bolvari A., Glenn S., Janssen R., Ellis C. Wear and friction of aramid ﬁber and polytetraﬂuoroethylene ﬁlled composites. Wear. 1997;(203-204):697–702.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Будник О.А. Физико-химические и технологические аспекты подготовки углеволокнистого наполнителя для композита на основе политетрафторэтилена. Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2014;(2): 116–122.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Budnik O.A. Physico-chemical and technological aspects of the preparation of a carbon ﬁber ﬁller for a composite based on polytetraﬂuoroethylene. Bulletin of BSTU named after V.G. Shukhov. 2014;(2):116–122. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Маркова М.А., Петрова П.Н., Федоров А.Л. Исследование трибологических свойств полимерных композитов на основе ПТФЭ в режиме сухого трения и в среде жидких смазок. Журнал Сибирского федерального университета. Техника и технологии. 2022;15(5): 569–582. https://doi.org/10.17516/1999-494X-0418</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Markova M.A., Petrova P.N., Fedorov A.L. Investigation of tribological properties of polymer composites based on PTFE in the dry friction mode and in the medium of liquid lubricants. Journal of Siberian Federal University. Engineering &amp; technologies. 2022;15(5):569–582. https://doi.org/10.17516/1999-494X-0418. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Охлопкова А.А., Стручкова Т.С., Васильев А.П. и др. Влияние термической обработки на надмолекулярную структуру порошка политетрафторэтилена. Вестник Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова. 2016;54(4):48–57.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ohlopkova A.A., Struchkova T.S., Vasil’ev A.P., et al. The eﬀect of heat treatment on the supramolecular structure of polytetraﬂuoroethylene powder. Vestnik of North-Eastern Federal University. 2016;54(4):48–57. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кропотин О.В., Машков Ю.К., Егорова В.А., Кургузова О.А. Влияние углеродных модификаторов на структуру и износостойкость полимерных нанокомпозитов на основе политетрафторэтилена. Журнал технической физики. 2014;5(84):66–70.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kropotin O.V., Mashkov Yu.K., Egorova V.A., Kurguzova O.A. The eﬀect of carbon modiﬁers on the structure and wear resistance of polymer nanocomposites based on polytetrafluoroethylene. Journal of Applied Physics. 2014;5(84):66–70. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Будник А.Ф., Руденко П.В., Берладир К.В., Будник О.А. Структурированные нанообьекты политетрафторэтиленовых композитов. Журнал нано- и электронной физики. 2015;7(2):1–9.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Budnik A.F., Rudenko P.V., Berladir K.V., Budnik O.A. Structured nanoobjects of polytetraﬂuoroethylene composites. Journal of Nano- and Electronic Physics. 2015; 7(2):1–9. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Казицына Л.А., Куплетская Н.Б. Применение УФ-, ИК- и ЯМР-спектроскопии в органической химии: Учеб. пособие для вузов. M.: Высш. школа; 1971. 264 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kazicyna L.A., Kupletskaya N.B. Application of UV, IR and NMR spectroscopy in organic chemistry: Textbook for universities. Moscow: Vysshaya Shkola; 1971. 264 p. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Rasberger M., Mortier R.M., Orszulik S.T. Oxidative degradation and stabilisation of mineral oil based lubricants. In: Chemistry and Technology of Lubricants. 2009, pp. 107–152.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Rasberger M., Mortier R.M., Orszulik S.T. Oxidative degradation and stabilisation of mineral oil based lubricants. In: Chemistry and Technology of Lubricants. 2009, pp. 107–152.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Coates J. Interpretation of Infrared Spectra, A Practical Approach. In: Meyers R.D. (ed.). Encyclopedia of Analytical Chemistry. 2000, pp. 1–23.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Coates J. Interpretation of Infrared Spectra, A Practical Approach. In: Meyers R.D. (ed.). Encyclopedia of Analytical Chemistry. 2000, pp. 1–23.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Harris K.L., Pitenis A.A., Sawyer W.G., et al. PTFE Tribology and the Role of Mechanochemistry in the Development of Protective Surface Films. Macromolecules. 2015;48(11):3739–3745.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Harris K.L., Pitenis A.A., Sawyer W.G., et al. PTFE Tribology and the Role of Mechanochemistry in the Development of Protective Surface Films. Macromolecules. 2015;48(11):3739–3745.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Игнатьева Л.Н., Бузник В.М. ИК-спектроскопические исследования политетрафторэтилена и его модифицированных форм. Российский химический журнал. 2008;52(3):139–146.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ignat’eva L.N., Buznik V.M. IK-spektroskopicheskie issledovaniya politetraftoretilena i ego modiﬁcirovannyh form. Russian Journal of General Chemistry. 2008;52(3): 139–146. (In Russ)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Quarti C., Milani A., Castiglioni Ch. Ab Initio Calculation of the IR Spectrum of PTFE: Helical Symmetry and Defects. The Journal of Physical Chemistry B. 2013;117(2):706–718.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Quarti C., Milani A., Castiglioni Ch. Ab Initio Calculation of the IR Spectrum of PTFE: Helical Symmetry and Defects. The Journal of Physical Chemistry B. 2013;117(2):706–718.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
