Полімерна композиція

Винахід належить до полімерних композицій на основі фенолоформальдегідних смол та волокнистих наповнювачів і може бути використаний для виготовлення підшипників ковзання, ущільнень, зубчатих колес та інших деталей конструкційного призначення машин і механізмів. Відомі полімерні композиції на основі фенолоформальдегідних смол та волокнистих наповнювачів. Так, полімерна композиція на основі фенолоформальдегідної смоли містить поліамідне волокно капрон [див. Козополянский Н.С., Мокиенко-Крымчанская Р.Л., Твердохлеб В.В. Антифрикционный пластик на основе полиамидного волокна. Сообщение 1. Наполненные пластики на основе фенолоформальдегидной смолы и полиамидного волокна/ Республ. межвед. научно-техн. сб. Химическая технология, вып. 12, 106, Харьков, 1986]. Недоліками цієї композиції є недостатньо високі показники міцності при стисканні, теплостійкості та високий коефіцієнт тертя. Найбільш близькою за технічним рішенням до передбачуваного винаходу є полімерна композиція на основі фенолоформальдегідної смоли (ФФС) і целюлозного волокна (ТУ 6-05-1466-71) [див. Справочник по пластическим массам / Под ред. В.М. Катаева, В.А. Попова, Б.И. Сажина, т.2, -М.: «Химия», 1975, с.59-67 прототип]. Недоліками цієї композиції є недостатньо високі показники міцності при стисканні, теплостійкості та високий коефіцієнт тертя. В основу винаходу поставлено задачу підвищення антифрикційних та фізико-механічних характеристик шляхом введення вуглеволокнистого матеріалу "ВИСКУМ-И". Поставлена задача досягається тим, що полімерна композиція на основі фенолоформальдегідної смоли марки бакелітовий лак ЛБС-1 (ГОСТ 901-78) містить в якості волокнистого наповнювача подрібненний вуглеволокнистий матеріал "ВИСКУМ-И" при такому співвідношенні компонентів, мас. %: Фенолоформальдегідна смола - 40-50 Вуглеволокнистий матеріал "ВИСКУМ-И" - 50-60. Приклад 1. Композицію із ФФС (45мас.%) і подрібненного вуглеволокнистого матеріалу «ВИСКУМ-И» (55 мас.%) готували за такою технологічною схемою: 1. Готували розчин фенолоформальдегідного в'яжучого для просочування — бакелітовий лак розводили ацетоном до концентрації 30-35% (в перерахунку на сухий олігомер); 2. Просочування в'яжучим волокнистого наповнювача проводили механічним змішуванням. 3. Феновуглепрепрег сушили 24 години на повітрі при 25°С і 80 хвилин в термошафі при 80°С. 4. Переробку феновуглепрепрега у зразки проводили методом компресійного пресування при питомому навантаженні 25МПа, температурі завантаження прес-матеріалу 80°С, пресування 160 ¸ 180°С, вивантаження 80°С. Дослідження властивостей полімерної композиції проводили за слідуючими методиками: теплостійкість досліджували на приладі для вимірювання теплостійкості за Мартенсом WPM VEB Thurluger Industrlenwerk Rauenstein. Зразки для випробувань мали форму брусків довжиною 120±2мм, шириною 15±0,5мм, товщиною 10±5мм. Визначення міцності при стисканні проводили згідно ГОСТ 4651-82 на машині FP-100. Коефіцієнт тертя зразків визначали при 298К за схемою диск-колодка в режимі сухого тертя на машині 2070 СМЦ-1, контртіло - диск діаметром 50мм, виготовлений із сталі 45, термообробленої до твердості 48-50 HRC. Питоме навантаження в дослідах складало 4,5МПа, швидкість ковзання - 1,3м/с, шлях тертя - 2000м. Коефіцієнт тертя розраховували за формулою: f = M / (F × r ), де М - момент тертя, Н м; F - сила притискання зразка, Н; r - радіус зразка. Приклад 2. Композицію із ФФС (50мас.%) і подрібненного вуглеволокнистого матеріалу «ВИСКУМ-И» (50мас.%) готували, переробляли у вироби і досліджували згідно ГОСТів і методик, наведених у прикладі 1. Приклад 3. Композицію із ФФС (47мас.%) і подрібненного вуглеволокнистого матеріалу «ВИСКУМ-И» (53мас.%) готували, переробляли у вироби і досліджували згідно ГОСТів і методик, наведених у прикладі 1. Приклад 4. Композицію із ФФС (40мас.%) і подрібненного вуглеволокнистого матеріалу «ВИСКУМ-И» (60мас.%) готували, переробляли у вироби і досліджували згідно ГОСТів і методик, наведених у прикладі 1. Приклад 5. Композицію із ФФС (51мас.%) і подрібненного вуглеволокнистого матеріалу «ВИСКУМ-И» (49мас.%) готували, переробляли у вироби і досліджували згідно ГОСТів і методик, наведених у прикладі 1. Приклад 6. Композицію із ФФС (50мас.%) і целюлозного волокна (50мас.%) готували, переробляли у вироби і досліджували згідно ГОСТів і методик, наведеннях у прикладі 1 (прототип). Властивості полімерних композицій передбачуваного винаходу і відомої композиції наведені в таблиці. Таблиця № приклада 1 2 3 4 5 6(прототип) * целюлозне волокно Склад композиції,мас.% ФФС «ВИСКУМ-И» 45 55 50 50 47 53 40 60 51 49 50 50* Тм , К f s стиск ,МПа 469 455 475 440 438 413 0,03 0,13 0,05 0,17 0,15 0,33 159 170 175 123 125 120 Аналіз результатів випробовувань композицій технічного рішення, що заявляється і відомої композиції на основі ФФС показує, що запропоновані композиції перевершують відому за теплостійкістю на 10-15%; міцністю при стисканні на 33-42% та мають у 6,6-11 раз нижчий коефіцієнт тертя , що значно покращує антифрикційні властивості. Правильність вибору співвідношень компонентів полімерної композиції технічного рішення, яка заявляється, підтверджується позамежними прикладами №3-4. Завдяки високим фізико-механічним показникам і низькому коефіцієнту тертя полімерна композиція може бути використана для виготовлення деталей рухомих з'єднань папероробних машин, металургійного та хімічного обладнання, сільськогосподарських машин.