Антифрикційна полімерна композиція

Винахід відноситься до області отримання композиційних матеріалів на основі ароматичних поліамідів і може бути використаний для виготовлення деталей, які працюють у вузлах тертя, і які забезпечують високу зносостійкість і роботопридатність при відносно високих температурах і питомих навантаженнях при терті з мастилом і у сухому режимі. Відома антифрикційна епоксидна композиція, яка складається з епоксиднодіанової смоли, амінного затверджувача, графіту, три хлористої сурми, фурфуролацетонового мономеру га бронзи [А.С. 657042, МКИ C08L63/02. / Анти фрикционная эпоксидная композиция. Авторы Сысоев и др. Б.И. №14, 30.03.76]. Недоліком цієї композиції є обмежена температурна межа її роботи у вузлах тертя, а також високий коефіцієнт тертя при підвищеній температурі. Відома антифрикційна композиція, яка складається з ароматичного поліаміда фенілона та графіту [В.И. Сытар, А.И. Буря, И.А. Фомичев. Износостойкие графитопласты на основе фенилона. Технология и организация производства. - № 10. – 1976. - С. 59-60]. Недоліком цієї композиції є її низька зносостійкість. Найбільш близькою по технічній суті й результату до винаходу, що заявляється є антифрикційна полімерна композиція, яка має у своєму складі ароматичний поліамід-фенілон, графіт і олігодиметилсилоксан, ваг.%: Графіт 10-30 Олігодиметилсилоксан 1-5 Фенілон 65-89 [А.С. 757569, МКИ С08L77/00, Полимерная композиция. / В.И. Сытар, И.Г. Плошенко, И.И. Начовный (11), Б.И. №31, 23.08.80] (прототип). Недоліком прототипу є його низька зносостійкість у режимах тертя зі змащуванням і при сухому терті. В основу винаходу поставлена задача створення антифрикційної полімерної композиції з підвищеною зносостійкістю при роботі в режимах тертя зі змащуванням і при сухому терті, шляхом створення антифрикційної плівки на поверхні контр тіла. Поставлена задача досягається тим, що відома антифрикційна полімерна композиція на основі фенілона, яка вміщує графіт та наповнювач, згідно з винаходом як наповнювач вона містить окис міді, попередньо оброблений олігодиметилсилоксаном при наступному співвідношенні компонентів, ваг.%: Графіт 5-20 Олігодиметилсилоксан 1-4 Окис міді 2-15 Фенілон 61-92 У ролі цільових домішок, які збільшують зносостійкість полімерних композицій, були використані різні з’єднання міді: сіль - сірчанокисла мідь, металевий мідний порошок і окис міді. При введенні в склад фенілона солі міді практично не вдається отримати вироби з розплаву, тому що, спливаючі при підвищених температурах гідролітичні процеси, приводять до інтенсивної деструкції фенілона. Гідроліз амідних зв'язків обумовлений тим, що сіль міді - є кристалогідратом, який виділяє при температурі воду, яка у свою чергу є агентом деструкції фенілона. Введення порошкоподібної міді в склад фенілона не дозволяє отримати полімерні композиції на основі фенілона з високою зносостійкістю. У процесі тертя відбувалося схоплювання часток міді поверхнею контртіла й виникнення мікронерівностей, які призводять до підвищення зносу полімерної композиції. З метою підвищення зносостійкості при збереженні потрібного комплексу міцнісних властивостей у склад полімерної композиції вводять окис міді, попередньо оброблений олігодиметилсилоксаном У процесі тертя окис міді оброблений олігодиметилсилоксаном, який виконує функцію поверхнево-активної речовини, встановлюється до атомарної міді й у комплексі з графітом створює на поверхні контртіла антифрикційні плівки, які стабілізують коефіцієнт тертя й зменшують знос полімерного матеріалу. Збільшення концентрації оксиду міді вище визначеної межі (15 ваг.%) призводить до погіршення міцнісних властивостей полімерних композицій, а добавки менш ніж 2 ваг.% практично не впливають на антифрикційні властивості. Анти фрикційний композиційний матеріал готують шляхом змішування компонентів у сухому вигляді. Спочатку обробляють окис міді. механічно змішуючи її з олігодиметилсилоксаном, а потім у цю масу вводять потрібну кількість графіту. Виготовлений комплекс цільових добавок змішують з порошкоподібним феніленом. Виготовлення зразків виконують методом пресування в прес-формах з підігрівом при температурі 613К і питомому тиску 40Мпа. Перед пресуванням матеріал спочатку підсушують у термошафі при температурі 453К впродовж 40 хвилин. Склади композиції наведені у табл.1. Таблиця 1 Вміст компонентів, ваг.% № композиції 1 2 3 4 Фенілон Графіт Олігодиметилсилоксан 88 81 71 71 10 10 20 20 2 2 2 2 З'єднання міді Окис міді Порошок міді 7 7 7 Властивості композицій при поверхневій обробці домішок олігодиметилсилоксаном наведені в табл.2. Таблиця 2 № композиції 1 2 3 4 Інтенсивність зносу, 10-9м/м 0,84 0,31 0,28 0,48 Коефіцієнт тертя 0,16 0,11 0,09 0,12 Твердість МПа Густина кг/м 3 324 329 335 328 1480 1470 1520 1500 Міцність при стисканні, МПа 1830 1790 1670 1710 Анти фрикційні властивості композицій вивчали на машині тертя СМЦ-2. Тертя зразків проводилися в сухому режимі по сталевому диску зі швидкістю 1,3м/с при питомому навантаженні Р=2,5МПа. Виходячи з експериментальних даних можна зробити висновок, що інтенсивність зносу антифрикційної полімерної композиції в 2-3 рази менша ніж у прототипу, коефіцієнт тертя в антифрикційній полімерній композиції в 1,5-2 рази менший ніж у прототипі. Винахід може бути використаний для виготовлення деталей, які працюють у вузлах тертя, і які забезпечують високу зносостійкість і роботопридатність при відносно високих температурах і питомих навантаженнях при терті з мастилом і у сухому режимі.