Композиційний матеріал на основі поліаміду

Композиційний матеріал, що містить поліамід і базальтові волокна як армуючий наповнювач, який відрізняється тим, що армуючий наповнювач додатково містить вуглецеві волокна при співвідношенні вуглецевих та базальтових волокон 30:70 - 70:30 мас. %, та додатково містить поліуретан при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: поліамід 60,0 - 78,0 cуміш вуглецевих та базальтових волокон 20,0 - 30,0 поліуретан 2,0 - 10,0 Винахід відноситься до композиційних матеріалів на основі термопластів і волокнистого наповнювача, що призначені для виготовлення деталей технічного і антифрикційного призначення. Існують композиції, що використовуються в машинобудуванні, на основі термопластів, які вміщують поліпропілен і вуглецевий наповнювач [Пат. 63041 Україна, МІЖ7 5 С 08 J 5/16, С 08 L 23/12, С 08 К 9/04. Антифрикційна композиція. Дніпропетровський державний аграрний університет. Буря 0.1. та ін. Опубл 15.01.2004.]; поліамід, що наповнений вуглецевими волокнами [Tribological characteristics of carbon plastics on the basis of polyamide / A.1. Burya, A.A. Biirya, S.A. Cherepov, T.I. Rybak // Journal of the Balkan Tribological Association. - 1996. - Vol. 2. - № 3. - С. 153-160]; поліамід, що наповнений воластонітом [Вахтинская Т.Н., Гурнович Л.Н., Андреева Т.И. Влияние волластонита на комплекс свойств полиамида-6 и полиэтилентерефталата // Пластические массы. 2004. - № 1. - С. 31-32.]; поліамід, що наповнений скляними волокнами [Саморядов А. В. Стеклонаполненный полиамид марки Армамид ПА СВ 30 ЗМ: переработка, свойства и применение // Пластические массы. - 2001. - № 6. - С. 16-20.]. Однак вказані композиційні матеріали мають високий коефіцієнт тертя по сталі та низьку зносостійкість, що обмежує галузі їх застосування. Найбільш близьким за технічною суттю і досягнутим результатом щодо пропонованого винаходу є композиційний матеріал на основі поліаміду-6, що вмішує базальтові волокна при наступному співвідношенні компонентів: поліамід-6 - 70 мас.%, базальтові волокна - 30 мас.%. [Баштанник П.1. Конструкційні термопластичні базальтопластики. // Хімічна промисловість України. 1999. - № 6 - С. 48-49 – прототип]. Недоліком прототипу є високий коефіцієнт тертя по сталі (0,47) та велика інтенсивність зносу (2,0 мг/см^км). В основу винаходу поставлено задачу вдосконалення композиційного матеріалу на основі поліаміду і покращення його антифрикційних властивостей шляхом збільшення податливості полімерної матриці. Поставлена задача досягається тим, що відомий композиційний матеріал, що вміщує (19) UA (11) 77599 (13) C2 (21) a200507188 (22) 19.07.2005 (24) 15.12.2006 (46) 15.12.2006, Бюл. № 12, 2006 р. (72) Баштаник Петро Іванович, Криволапов Дмитро Сергійович (73) УКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ХІМІКОТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ (56) Баштаник П.І. Конструкційні термопластичні базальтопластики // Хімічна промисловість України.- 1999. - №6 - С. 48-49 RU 93034858 A, C08L77/02, 23/02, C08K13/04; 27.12.1996 RU 2015148 C1, C08L 77/00, C08K 13/04; 30.06.1994 3 77599 4 поліамід і армуючий наповнювач, в якості якого змішування в Z-подібному лопатевому змішувачі використовуються базальтові волокна, згідно з при нормальних умовах, а потім - шнекововинаходом додатково в якості армуючого наповдисковому екструдері при температурі 250-260°С. нювача містить суміш вуглецевих та базальтових Після цього матеріал гранулюють. Одержаний волокон при співвідношенні; 30:70 - 70:30 мас. %, таким чином гранулят використовують для перета додатково він містить поліуретан при наступноробки методом лиття під тиском. При температурі му співвідношенні компонентів, мас.%: 240-270°С отримують зразки для дослідження поліамід 60,0 - 78,0 механічних і антифрикційних властивостей армуючий наповнювач 20,0 - 30,0 композитів. поліуретан 2,0 - 10,0 Триботехнічні властивості визначались в умоЯк полімерну матрицю використовують вах тертя без змащування на машині тертя 2070 поліамід-6 марки 210/310 (ОСТ 6-05-С9-83) з поСМТ-1 за схемою диск-колодка. Як контртіло викоказником текучості розплаву 3,0 - 6,0 г/10хв. ристовують сталь 40Х з показником шорсткості Ra У якості вуглецевих волокон використовували - 0,63 мкм, що термооброблена до твердості HRC волокна із гідратцелюлози, що нарізані на відрізки 38-48. 8-12 мм. Вони характеризуються наступними влаНаводимо приклади конкретного виконання стивостями: поверхнева густина - 150 г/м2; винаходу, що пропонується. міцність мононитки - 1,5 - 2,5 ПТа; модуль Приклад. Готують композиційний матеріал, пружності - 80 - 150 ГПа, вміст вуглецю - 95,0 наступного складу, мас %: 99,5 %. поліамід-6 - 68,0; вуглецеві волокна - 15,0; Базальтові волокна для армування поліаміду базальтові волокна - 15,0; одержували шляхом нарізання жгута ЖБТР 0-330 поліуретан - 2,0. Компоненти змішують в Z(ТУ У 00292729.001-96) на відрізки довжиною 8-12 подібному лопатевому змішувачі при нормальних мм. Вони характеризуються наступними властивоумовах, а потім - шнеково-дисковому екструдері стями: діаметр елементарного волокна - 8-10 мкм, при температурі 250°С. Після цього матеріал гралінійна густина жгута 330 текс, розривне навантанулюють. Одержаний таким чином гранулят викоження жгута - 375 мН/текс. ристовують для переробки методом лиття під тисЯк модифікатор використовувався термоплаком: Т1=240°С, T2=2600C, Т3=270°С. стичний поліуретан, який характеризується наІнші приклади наведено в таблиці 1. ступними властивостями: твердість по Шору (А) Таким чином, композиційний матеріал, що 98; міцність при розтягу - 60 МПа; відносне видоводержаний згідно з винаходом, в порівнянні з проження при розриві - 400%. Поліуретан раніше витотипом має менший коефіцієнт тертя та користовувався для виготовлення ущільнень, інтенсивність зносу, що дозволяє використовувати покриттів, а також для виготовлення товарів найого при виготовленні деталей антифрикційного родного споживання. призначення в машинобудуванні, Композиційний матеріал готують шляхом автомобілебудувані, хімїчній промисловості. Таблиця 1 Рецептурний склад композиційних матеріалів Компоненти Поліамід Вуглецеві волокна Базальтові волокна Поліуретан 1 68,0 15,0 15.0 2,0 2 76,0 10,0 10,0 4,0 Вміст компонентів, мас.% 3 62,0 9,0 21,0 8,0 прототип 70,0 30,0 4 64,0 21,0 9,0 6,0 Результати трибологічних випробувань композитів, що пропонуються, наведені в таблиці 2. Таблиця 2 Триботехнічні властивості композиційних матеріалів на основі поліаміду-6 Властивості 0,21 0,28 Приклади 3 0,28 0,63 1,55 1,43 1 Коефіцієнт тертя (Р=0,5 МПа, V=0,3 м/с) Інтенсивність зносу (Р=0,5 МПа, V=0,3 м/с), мг/км-см2 Комп’ютерна верстка М. Клюкін 2 Підписне 0,25 прототип 0,47 1,03 2,0 4 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601