Полімерна композиція

Полімерна композиція, що містить термопластичний поліуретан та наповнювач, яка відрізняється тим, що як наповнювач вона містить саліцилат МІДІ та графіт з наступним співвідношенням компонентів, мас % термопластичний поліуретан 85-92, саліцилат МІДІ графіт 3-7, 5-10 зумовлені нерівномірністю розподілення наповнювача у масі полімеру, що призводить до формування структурних неоднорідностей, зниження фізико-механічних характеристик Вироби з такого композиту мають низьку контактну шорсткість, що суттєво звужує експлуатаційний діапазон їхнього застосування Відома також поліуретанова композиція, яка містить у якості наповнювача парафін та вазелін [Копцева Л А , Фиронова А Н Наполненные полиуретановые композиции» способные работать в условиях трения без смазки - В кн , Полимеры в машиностроении Харьков, ХГУ, т 6, 1972, С 9293] Однак, через те, що такі наповнювачі нерівномірно розподілені у полімерній матриці, вони мають низьку МІЦНІСТЬ та ЗНОСОСТІЙКІСТЬ Найбільш близькою по технічній суті та досягаемому результату до винаходу, який пропонується, є композиція [Ас №897809, БИ №2, 1982, кл С08 L 75/04] (прототип), що містить ТНУ та наповнювач У якості наповнювача вона містить сополімер формальдегіду з дюксоланом, форміат МІДІ та мінеральне мастило при наступному співвідношенні компонентів, мас % ТПУ 40 - 90, Форміат МІДІ 0,4 - 0,9, Сополімер формальдегіду з дюксоланом 5 - 58, Мінеральне мастило 1,6 - 4,1 Однак, незважаючи на збільшення межі МІЦНОСТІ при розтягуванні, ця композиція має ряд суттєвих недоліків Так, у процесі гарячої переробки О (О 1 со Ю 53746 ТПУ(наприклад лиття під тиском, екструзія та т п ) наповнювачів, сприяє реалізації своєрідного екраформіат МІДІ розкладається з виділенням СО та ну, блокуючого активні групування та радикали СО2, мурашиної кислоти та Ь^О, що робить матполіуретану, що супроводжується ризьким знирицю пористою, гідролізу є зв'язки ТПУ, та призвоженням адгезюнної складової коефіцієнту тертя дить до зниження фізико-механічних татриботехніВикористання саліцилату МІДІ, у порівнянні, напричних характеристик вже при незначному клад, з форміатом МІДІ, сприяє більш високому підвищенні його КІЛЬКОСТІ Форміат МІДІ погано поупорядкуванню цих плівок за рахунок більш ПОВІєднується з поліуретановою матрицею та розподіЛЬНІШОГО, НІЖ у форміату, виділенню МІДІ, та ВІДПОляється у неї, що створює умови для росту струкВІДНО меншого впливу окислювальних процесів В турних неоднорідностей та зниження наслідок спорідненості саліцилату та графіту вміст експлуатаційних показників, а окислювальна деостаннього у обмідненому поверхневому шарі струкція мастила при переробці знижує як МІЦНІСТЬ значно вищий, що призводить до зниження коефіматеріалу, так і його змащувальну властивість цієнту тертя у 2-3 рази Саліцилова кислота, що виділяється при формуванні обмідненого шару, Задача винаходу - розробка полімерних комсприяє пластикацм граничних шарів поліуретанопозицій на основі поліуретанів з високим комплеквої матриці та покращенню прироблення матеріасом фізико-механічних характеристик шляхом лу ЗНОСОСТІЙКІСТЬ композиту підвищується у 3-5 введення добавок функціонального призначення, разів Крім того, саліцилат МІДІ має високу термоякі забезпечують підвищення надійності та ДОВГОстійкість, атому при переробці поліуретану не розВІЧНОСТІ експлуатації обладнання кладається Це підвищує термічну СТІЙКІСТЬ усієї Поставлена задача досягається тин, що відокомпозиції та розширює діапазон експлуатації вима композиція, яка містить ТПУ та наповнювач, робів з розробленого матеріалу згідно винаходу, у якості наповнювача містить графіт та саліцилат МІДІ при наступному співвідТехнологічний режим приготування композиношенні компонентів, мас % ційного матеріалу полягає у наступному Порошкоподібний саліцилат МІДІ сушать при 313-393К Термопластичний поліуретан 85 - 92, протягом 1-2 год Потім ЙОГО змішують з графітом Графіт 5-10, В отриману суміш додають попередньо підсушені Саліцилат МІДІ 3- 7 при 333-343К на протязі 34 годин гранули термоНаявність у саліцилаті МІДІ П-електроної будопластичного поліуретану, після цього ретельно ви ароматичних циклів саліцилового радикалу а перемішують Композиційний матеріал переробтакож аналогічних структур та ароматичних ланлюють методом лиття під тиском на стандартному цюгів поліуретанової матриці та графіту забезпеобладнанні при Р=80-100МПа температурі лиття чує високу сумісність не тільки саліцилату зТПУ 453-463К але і з графітом При цьому значно підвищується ступень гомогенізації суміші у процесі переробки Приклад В гранульований ТПУ марки Вітур Тта формування, а також рівномірність розподілен0213-90 (90 мас %) додають наповнювач, який ня порошкоподібного наповнювача у матриці містить 6 мас % графіту і 4 мас % саліцилату МІДІ, та ретельно перемішують до отримання однорідУ процесі тертя частинки наповнювача, які мігного складу Отриману композицію переробляють рують до зони контакту, сприяють формуванню як методом лиття під тиском на термопластавтоматі на поверхні полімерного зразка, так і на металетипу ДГ при питомому тиску 80-100МПа та темпевому контртілі, плівок фрикційного переносу, які ратурі 453-463К покращують антифрикційні властивості пари та підвищують її ЗНОСОСТІЙКІСТЬ Формування таких Винахід ілюструється прикладами конкретного плівок, що складаються в основному з матеріалу виконання (таблиця 1) Таблиця 1 Приклади конкретного виконання Компонент Поліуретан Графіт Саліцилат МІДІ 1 90 2 8 2 85 10 5 Порівняльні дослідження на тертя та зношування композицій проводили на дисковій машині [Тищенко Г П , Кураченков В Н , Анисимов В Н и др Совершенствование методов исследования физико-химических свойств полимерных материалов и защитных покрытий Обз инф М НИИТЭХИМ, 1985, вып 12/242, 36с] в режимі тертя без змащення при навантаженні Р = 0,2МПа та швидкості ковзання V = 1м/с У якості контртіла використовували диск із сталі 45 (HRC=45-48) з шорсткістю поверхні Ra = 0,630,8мкм Інтенсивність зношування знаходили як Склад компонентів, мас % 3 4 92 90 5 5 3 5 5 85 8 7 6 95 3 1 втрату ваги зразків шляхом їх зважування на аналітичних терезах ВЛА-200М через кожні 1000м шляху Дослідження фізико-механічних характеристик проводили на машині INSTRON-1022 Вивчення термічної СТІЙКОСТІ проводили методами диференціально-термічного татермогравюметричного аналізів на дериватографі системи ПаулікПаулік-Ердей Результати досліджень представлені у таблиці 2 (нумерація у ВІДПОВІДНОСТІ ДО таблиці 1) 53746 Таблиця 2 Результати досліджень Показник Гранична МІЦНІСТЬ при розриві, МПа Інтенсивність зношування, 4 мг/км*10 Коефіцієнт тертя Температура початку розкладу, К Композиція Прототип * 1 2 3 4 5 6 ЗО 19 25 29 28 21 ЗО 5 10 1 3 2 2 5 0,22 0,3 0,09 0,18 0,15 0,1 0,4 463 488 483 468 478 483 463 *У якості прототипу використовували речовину на основі ТПУ Вітур Т-0213-90, який містить 90 мас % поліуретану, 5 мас % сополімера формальдегіду з діоксоланом (СФД), 4,1 мас % мінерального мастила та 0,9 мас % форміатаміді Підвищення граничної МІЦНОСТІ на розрив у композицій, обраних за прототип, відбувається за рахунок формування у матеріалах безперервної фази та СФД, яка має більш високі показники МІЦНОСТІ Однак, при цьому, композиція суттєво втрачає еластичність При введенні наповнювачів по запропонованому винаходу зниження еластичності не відбувається та матеріал залишається у класі еластомерів Твердість при цьому зростає на 1-2 ум од по шкалі Шора А Деяке зниження характеристик МІЦНОСТІ» у зв'язку з вказаними вище обставинами, суттєво не впливає на експлуатаційні характеристики пол і уретанового композиту запро понованого складу Як видно з наведених даних, найбільш високі характеристики мають композиції з вмістом графіту у межах 5-10мас% та саліцилату МІДІ - 37мас% Оптимальною є композиція з вмістом 8Юмас % графіту та 5-7мас % саліцилату МІДІ Запропонований винахід буде використай в умовах НПП "Пластик" (м Дніпропетровськ) з метою випуску широкої номенклатури манжет та ущільнень для експлуатації в обладнанні підприємств хімічної, металургійної та горнозбагачувальної промисловості України ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71