Зносостійка полімерна композиція

Реферат: (72) Винахідник(и): Буря Олександр Іванович (UA), Набережна Ольга Олександрівна (UA), Томіна Анна-Марія Вадимівна (UA), Козоріз Владислав Сергійович (UA) (73) Власник(и): Буря Олександр Іванович, вул. Метробудівська, 4, кв. 28, м. Дніпропетровськ, 49018 (UA) (56) Перелік документів, взятих до уваги експертизою: UA5999, U, 15.04.2005 UA47319, A, 17.06.2002 Буря А.И., Приходько О.Г. Модифицирование фенилона // Композиционные полимерные материалы. вып. 9. - 1981. - С. 25-28 Козлов Г. В. Методика расчета фрактальной размерности структуры полимерных композитов, наполненных короткими волокнами [Текст] : научное издание / Г. В. Козлов, Г. Б. Шустов, А. И. Буря // Пласт. массы. - 2006. - № 1. - С. 1113 Влияние модифицированного ПАН-УВ на свойства фенилона: научное издание / А. И. Буря [и др.] // Пласт. массы. - 2007. - № 8. С. 7-10-11 Антифрикционные свойства некоторых термопластов, наполненных углеродными волокнами [Текст] : научное издание / Б. И. Молчанов [и др.] // Пласт. массы. - 1983. № 11. - С. 21-23 Буря А.И., Набережная О. А., Щетинин А. М. Разработка и исследование свойств органопластиков на основе Фенилона С-1 армированного волокном Сульфон-Т.// Дизайн. Материалы. Технология.// А. И. Буря, Набережная О. А. - 2014. - 5(35). - С. 104-107, 4 стор. Термостойкие ароматические полиамиды /Л.Б. Соколов, В.Д. Герасимов, В.М. Савинов, В.К. Беляков. - М.: Химия, 1975. С. 210-213 UA 113813 C2 (12) UA 113813 C2 Винахід належить до полімерних композицій на основі ароматичного поліаміду фенілон С-1 і дисперсних наповнювачів, який містить як наповнювач - суміш дискретних органічних та вуглецевих волокон, таких як органічне волокно марки Танлон та вуглецеве волокно марки Торейка. UA 113813 C2 5 10 15 Винахід належить до полімерних композицій на основі ароматичних поліамідів і дискретних наповнювачів, які використовуються для виготовлення різних деталей конструкційного призначення машин і механізмів. Відомі полімерні композиції на основі аліфатичних і ароматичних поліамідів, які містять різні наповнювачі: оксиди кремнію, алюмінію, дисульфід молібдену [Див. Сакасита Такэси, Симода Томоаки; Мицуи Сэкию Когаку Коге к.к."Полиамидные композиции" Заявка Японії 62-256830 . МКИ С 08 G69-26], мінерал серецид формули К2О 3АІ2О [Див. Нагаи Йоситеру, Охора Масаки, Юнитика к.к. "Полиамидные композиции" Заявка Японії 61-123661 МКИ С 08 L 77/00, С 08 K 3/34], карбонати, оксиди титану та кремнію [Див. Mineral couple: plus qu une charge, un renfort. Stigter L.A. "Plast. Mod elast" 1987, 39, № 1, 17-20, Франц.], мінерал волостоніт, який містить оксиди кальцію і кремнію [Див. "І. Mater. Sci", 1986, 21, №12, с. 4193-4198], β-сіалон [Див. Буря О.І., Адріанова О.А., Арламова Н.Т., Черський І.М. "Полімерна композиція" Патент № 30862 С 08 L 61/14], оксинітрид кремній - ітрію Si3N4-Y2O3 [Див. Буря О.І., Арламова Н.Т., Черський І.М. "Полімерна композиція" Патент № 28945 С 08 L 77/00]. Недоліками усіх відомих композицій є низькі показники зносостійкості. Найбільш близьким за технічним рішенням до винаходу, що пропонується є полімерна композиція на основі ароматичного поліаміду фенілон П, який являє собою тонкодисперсний порошок білого кольору (ТУ 6-05-221-101-71) наступної структури: O O H H C C N N n 20 25 [див. А.И. Буря, В.О. Мовчан, A.M. Щетинин. Исследование композиционных материалов, армированных волокном сульфон-Т // Технология и организация производства - № 1. - 1980. C. 52-54 - Прототип], яка містить як наповнювач 10 мас. % волокна сульфон-Т. Недоліками відомої композиції є низькі показники триботехнічних характеристик, що в цілому обмежує використання даної композиції для виготовлення деталей рухомих з'єднань, що працюють в жорстких умовах тертя без змащування. В основу винаходу поставлено задачу підвищення характеристик полімерної композиції шляхом використання як в'яжучого, ароматичного поліаміду фенілон С-1, наступної будови: 30 O O H H O O H H C C N N C C N N n 35 40 m , який містить як наповнювач - суміш дискретних органічних (Танлон Т700) та вуглецевих (Торейка Т700) волокон, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: фенілон С-1 80,0-91,0 органічне волокно марки Танлон 4,0-15,0 вуглецеве волокно марки Торейка 5,0-15,0. Приклад 1. До складу композиції входять: фенілон С-1 (91,0 мас. %) (ТУ 6-05-221-101-71), органічне волокно марки Танлон Т700 (4,0 мас. %), яке має довжину 3 мм; модуль пружності при 3 розтягуванні 7,45 ГПа, відносне подовження при розриві 20-25 %, густину 1,42 г/см , та вуглецеве волокно Торейка Т700 (5,0 мас. %), довжиною 3 мм, модулем пружності при 3 розтягуванні 220-230 ГПа, густиною 1,76-1,80 г/см ; приготування композиції здійснювалось методом сухого змішування в обертальному магнітному полі (0,12 Тл). Готову суміш таблетували при кімнатній температурі і тиску 30 МПа. Таблетки завантажували в прес-форму, 1 UA 113813 C2 5 10 15 20 нагріту до 523 K, після чого температуру в прес-формі піднімали до 593-598 K і витримували при цій прес-форми. В режимі без змащування знос зразка оцінювали на дисковій машині тертя за схемою диск (сталь 45, HRC3 50, Ra 0,08) - пальчик із композиту (Ø 10 мм, висота 10 мм) при тиску 0,6 МПа, швидкості ковзання 1 м/с, шлях складав 1000 м. До завантажування проводили однакову обробку і попереднє припрацювання зразків. Знос зразків визначали на аналітичних терезах ВЛР-200 з точністю до 0,0002 г. Приклад 2. Композицію з фенілон С-1 (88,0 мас. %) (ТУ 6-05-221-101-71), та суміш волокон: органічне - марки Танлон Т700 (5,0 мас. %) та вуглецеве - Торейка Т700 (7,0 мас. %) готували, переробляли у вироби і випробували за методикою, яка наведена у прикладі 1. Приклад 3. Композицію з фенілон С-1 (80,0 мас. %) (ТУ 6-05-221-101-71), та суміш волокон: органічне - марки Танлон Т700 (15,0 мас. %) та вуглецеве - Торейка Т700 (5,0 мас. %) готували, переробляли у вироби і випробували за методикою, яка наведена у прикладі 1. Приклад 4. Композицію з фенілону С-1 фенілон С-1 (80,0 мас. %) (ТУ 6-05-221-101-71), та суміш волокон: органічне - марки Танлон Т700 (5,0 мас. %) та вуглецеве - Торейка Т700 (15,0 мас. %) готували, переробляли у вироби і випробували за методикою, яка наведена у прикладі 1. Приклад 5 (прототип). Композицію з фенілону П (90 мас. %) та волокна сульфон - Т (10 мас. %) готували, переробляли у вироби і випробували за методикою, яка наведена у прикладі 1. Аналіз результатів випробувань композицій технічного рішення, що заявляється, на основі фенілону С-1, що містить як наповнювач суміш дискретних органічних та вуглецевих, і відомої композиції на основі фенілону П та волокна сульфон-Т, показує, що склади, які заявляються, переважають відому композицію за показниками зносостійкості на порядок та мають нижчий коефіцієнт тертя в 1,03-1,24 разу (табл.). 25 Таблиця Властивості полімерних композицій Склад полімерної композиції, № прикладу 1 2 3 4 5* Коефіцієнт тертя (без змащування) Р=6МПа, V=1m/c 0,259 0,294 0,310 0,289 0,320 . -9 . -9 . -9 . -9 . -8 Інтенсивність лінійного зношування, Ih 2,43 10 1,36 10 1,94 10 3,91 10 2,01 10 Показники 5*- прототип, композиція на основі фенілону П, що містить 10 мас. % волокна сульфон-Т. 30 Завдяки високим показникам триботехнічних характеристик композиція може бути використана для виготовлення деталей рухомих з'єднань машин і механізмів, що використовуються у різних сферах промисловості, таких як металургійна, сільськогосподарська, хімічна та інші. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 35 Зносостійка полімерна композиція на основі ароматичного поліаміду фенілон С-1 та наповнювача, яка відрізняється тим, що як наповнювач використано суміш дискретних органічних та вуглецевих волокон, при такому співвідношенні компонентів, мас. %: фенілон С-1 80,0-91,0 органічне волокно марки Танлон 4,0-15,0 вуглецеве волокно марки Торейка 5,0-15,0. Комп’ютерна верстка Т. Вахричева Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут інтелектуальної власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2