Разработка высокопрочных полимерных материалов на основе политетрафторэтилена
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
Об авторах
М. А. МарковаРоссия
МАРКОВА Марфа Алексеевна, инженер
677000, Якутск, Автодорожная, 20
П. Н. Петрова
Россия
ПЕТРОВА Павлина Николаевна, кандидат технических наук, доцент, ведущий научный сотрудник
677000, Якутск, Автодорожная, 20
А. Л. Федоров
Россия
ФЕДОРОВ Андрей Леонидович, кандидат технических наук, старший научный сотрудник
677000, Якутск, Автодорожная, 20
С. Н. Попов
Россия
ПОПОВ Савва Николаевич, доктор технических наук, доцент, ведущий научный сотрудник
677000, Якутск, Автодорожная, 20
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.
Рецензия
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;25(2):157-165. https://doi.org/10.31242/2618-9712-2020-25-2-13
For citation:
Markova M.A., Petrova P.N., Fedorov A.L., Popov S.N. Development of high-strength polymer materials based on polytetrafluoroethylene. Arctic and Subarctic Natural Resources. 2020;25(2):157-165. (In Russ.) https://doi.org/10.31242/2618-9712-2020-25-2-13