Полімерна композиція

Винахід відноситься до полімерних композицій на основі поліарилатів які використовуються для виготовлення деталей конструкційного призначення. Відома полімерна композиція поліарилату на основі дифенілолпропану та мінерального наповнювача, в якості якого використовують діоксид титану [Кацнельсон М.Ю., Балаев Г.А. Пластические массы: Свойства и применение. Л.: Химия, 1978. - С.309]. Композиція має високі теплофізичні властивості, але досить низькі значення межі міцності при стисненні, що обмежує її галузі застосування. Відома також, обрана як прототип, полімерна композиція, яка містить поліарилат і мінеральний наповнювач [Кацнельсон М.Ю., Балаев Г.А. Полимерные материалы: Свойства и применение. - Л.: Химия, 1982. - С.298299;Соколов Л.Б. Термостойкие и высокопрочные полимерные материалы. М.:«Знание», 1984. - С.57]. При цьому як мінеральний наповнювач вона містить дисульфід молібдену. Рівень теплофізичних та антифрикційних властивостей матеріалу достатньо високий. Однак, ударна в'язкість та межа текучості при стисненні композиції низькі, що обмежує її використання в інтенсивних режимах експлуатації. В основу винаходу поставлена задача створення полімерної композиції на основі поліарилату шляхом зміни її складу таким чином, щоб забезпечувалось підвищення фізико-механічних властивостей з метою розширення галузей застосування матеріалів із неї. Поставлена задача вирішується тим, що полімерна композиція, яка містить поліарилат і мінеральний наповнювач, згідно винаходу, як мінеральний наповнювач містить оксинітрид кремній-іттрію при такому співвідношенні компонентів, мас.%: поліарилат - 99,8-90; оксинітрид кремній-іттрію - 0,2-10. У переважному варіанті полімерна композиція містить ультрадисперсний оксинітрид кремній-іттрію. Оксинітрид кремній-іттрію (OKI) отримують плазмохімічним методом [Миллер Т.Н. Плазмохимический метод и свойства порошков тугоплавких соединений // Неорганические материалы. - Т.15. - №4. - 1979. - С.557-561]. Сполуки, отримані цим методом, мають підвищену хімічну і структурну активність, яка пов'язана з наявністю на поверхні частинок великої кількості нескомпенсованих зв'язків різноманітної природи [Рекомендации по применению фторопластовых композитов для уплотнительных устройств. -Якутск: Изд. ЯФ СО АН СССР, 1988. 56с.]. Завдяки підвищеній хімічній і структурній активності оксинітрид кремній-іттрію відбуваються структурні зміни в полімері та міжфазному шарі, що дозволяє покращити фізико-механічні властивості композиції. Полімерну композицію готують таким чином. Поліарилат на основі дифенілолпропану змішують з заданою кількістю ультрадисперсного оксинітрид кремній-іттрію в електромагнітному обертальному полі (0,15 тесла) за допомогою феромагнітних часток [Фомичев И.А., Буря А.И., Губенков М.Г. Получение термостойких полимерных материалов в магнитном поле // Электронная обработка материалов. - 1978. -№4. - С.26-27]. Після змішування феромагнітні частки видаляють магнітною сепарацією. Матеріал переробляють у вироби методом компресійного пресування за таким режимом: - сушка матеріалу при температурі 413К протягом 3 годин; - завантаження матеріалу в прес-форму з температурою 393К; - розігрів прес-форми до температури 528К і витримка при цій температурі протягом 5 хвилин без тиску; - витримка при температурі 528К під тиском 150МПа на протязі 10 хвилин; - охолодження прес-форми під тиском до температури 393К; - зняття тиску та розпресування виробу. Ударну в'язкість зразків визначають за методом Шарпі відповідно ГОСТ4647-80 на маятниковому копрі КМ-04; межу міцності при стисненні -- за ГОСТ4651-78 на машині FRZ-100/1. Склади композиції та властивості розробленої полімерної композиції наведені в таблиці: Таблиця Приклад 1 2 3 4 5 6 7 Склад полімерної композиції, мас.% Поліарилат OKI 99,9 0,1 99,8 0,2 99 1 95 5 90 10 85 15 Відома полімерна композиція (прототип) Ударна в'язкість, кДж/м2 69 67 51 32 20 7 Межа текучості при стисненні, МПа 98 99 100 102 109 108 8 90-93 Як видно із даних таблиці, в порівнянні з відомою композицією (приклад 7), запропонована полімерна композиція (приклади 2-5) перевершує її за ударною в'язкістю в 2,5-8,4 рази та межою текучості при стисненні - на 6-15% відповідно. Приклади 1 та 5 підтверджують обгрунтованість вибору співвідношень компонентів запропонованої композиції. Полімерна композиція, яка містить менше 0,2 (приклад 1) та понад 10мас.% оксинітриду кремнійіттрію має відповідно низькі значення ударної в'язкості і межі текучості при стисненні. Таким чином, створена полімерна композиція з покращеними фізико-механічними властивостями, яка рекомендується для використання як матеріал конструкційного призначення.