Полімерна композиція

Реферат: Полімерна композиція містить аліфатичний поліамід ПА-6 та наповнювач. Як наповнювач містить високомодульне берилійкальцієве силікатне скловолокно МВ-2, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: волокно MB-2 15-30 поліамід ПА-6 70-85. UA 114181 U (12) UA 114181 U UA 114181 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Корисна модель належить до полімерних композицій на основі аліфатичних поліамідів та волокнистих наповнювачів, які використовуються для виготовлення різних деталей машин і механізмів конструкційного призначення. 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 МПК С 08 G69-26], мінерал серецид формули K2О·3Аl2О [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.], воластоніт [Див. "I. Mater. Sci", 1986, 21, № 12, с. 4193-4198], β-сіалон [Див. Буря О.І., Адріанова О.А., Арламова Н.Т., Черскій І.М. "Полімерна композиція" Патент № 30862 С 08 L 61/14]. Недоліками усіх відомих композицій є низька зносостійкість. Найбільш близькою за технічним рішенням до корисної моделі, що пропонується, є полімерна композиція на основі поліаміду ПА-6, яка містить як наповнювач вуглецеве волокно УВ УКН-12К [Див. А.П. Краснов, И.А. Рашкован, О.В. Афоничеваа, М.Е. Казаков, О.Б. Кулачинская, О.В. Виноградова, В.Б. Баженова, В.А. Широкова, В.Н. Адериха. Трение и изнашивание углеродопластов на основе полиамидов различного химического строения // Трение и износ. Т 7, № 8, 2006. - С. 527-534]. Ступінь наповнення поліаміду ПА-6 вуглецевим волокном УВ УКН-12К складає 30 мас. %. Недоліками відомої композиції є досить високий знос отриманих заводських партій сировини, що в цілому обмежує використання даної композиції для виготовлення деталей рухомих з'єднань. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення зносостійкості полімерної композиції шляхом використання волокнистого наповнювача. Поставлена задача вирішується тим, що полімерна композиція на основі аліфатичного поліаміду ПА-6 та наповнювача, згідно з корисною моделлю, як наповнювач містить високомодульне берилійкальцієве силікатне скловолокно МВ-2 при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: волокно MB-2 15-30 поліамід ПА-6 70-85. Приклад 1. Композиція, до складу якої входить поліамід ПА-6 (85 мас. %) (ГОСТ 6-06-С9-93) з розміром гранул 1,5-4,0 мм, температурою плавлення 488 K, відносною в'язкість в межах 2,63,2 та високомодульне берилійкальцієве силікатне скловолокно МВ-2, довжиною 4-5 мм, 3 густиною 2,7 г/см , модулем пружності 114 ГПа, відносною деформацією при розтягу 3 %. Суміші з вищевказаних компонентів поміщали в ємність та додавали циліндричні частки, поміщали в обертальне електромагнітне поле (0,12-0,15 Тл). Готову суміш таблетували при кімнатній температурі і тиску 30 МПа, просушували в термошафі протягом 2-3 годин при Т=423523 K. Формування здійснювали методом прямого компресійного пресування, забезпечували витримку матеріалу без тиску в прес-формі при температурі 483-488 K впродовж 1 хвилини і під тиском 1 хв. Випробування проводили при кімнатній температурі (в режимі без змащування), знос зразка оцінювали на дисковій машині тертя за схемою диск (сталь 45, HRCэ 50, Ra 0,08) пальчик із композиту (Ø 10 мм, висота 10 мм) при тиску 0,1 МПа, швидкості ковзання 1 м/с шлях складав 1000 м. До завантажування проводили однакову обробку і попереднє припрацювання зразків. Коефіцієнт тертя визначався за формулою: f 45 F1  F2  N , (1) де N - нормальне навантаження на зразок; F1 - сила тертя випробовуваного зразка; F2 втрати, що виникають при обертанні важеля на вістрях у горизонтальній площині. Точність заміру сили тертя становить ±5 %. Знос зразків визначали ваговим методом на аналітичних терезах ВЛР - 200 (ГОСТ 24104-80) з точністю 0,0001 г. За основну інженерну характеристику процесу зношування брали інтенсивність лінійного зносу Ih , яку визначали наступним безрозмірним співвідношенням: Ih  50  dG   T A   dL T  , (2) де G - величина масового зносу; L T - шлях тертя, м; A  - номінальна площа контакту;  T густина досліджуваного зразка (визначалась згідно з ГОСТ 15139-69). Вимірювання температури в зоні фрикційного контакту відбувалось на відстані 1 мм від поверхні контртіла за допомогою термопари. 1 UA 114181 U 5 Приклад 2. Композицію з поліаміду ПА-6 (77 мас. %) та високомодульного берилійкальцієвого силікатного скловолокна МВ-2 (23 мас. %) готували, переробляли у вироби і випробували за методикою, яка наведена у прикладі 1. Приклад 3. Композицію з поліаміду ПА-6 (70 мас. %) та високомодульного берилійкальцієвого силікатного скловолокна МВ-2 (30 мас. %) готували, переробляли у вироби і випробували за методикою, яка наведена у прикладі 1. Приклад 4 (Прототип.). Композицію із поліаміду ПА-6 (70 мас. %) та вуглецевого волокна УВ УКН-12К (30 мас. %) готували методом двошнекової екструзії та переробляли у вироби литтям під тиском, випробували за методикою, яка наведена у прикладі 1. 10 Таблиця Властивості полімерних композицій Склад полімерної композиції, № прикладу Показники 1 Інтенсивність лінійного зношування, -9 Ih·10 Коефіцієнт тертя, f Температура в зоні контакту, K 15 20 2 3 4 (Прототип) 1,75 1,35 3,1 2,0 0,38 336 0,29 334 0,32 337 0,4 338 Аналіз результатів випробувань композицій (табл.) технічного рішення, що заявляється, на основі поліаміду ПА-6, що містить як наповнювач високомодульне берилійкальцієве силікатне скловолокно МВ-2, і відомої композиції показує, що склади, які заявляються, мають нижчий коефіцієнт тертя на 5-27 % та переважають за зносостійкістю в режимі без змащування в 1,151,5 рази (вміст волокна в поліаміді ПА-6 - МВ-2-15-23 мас. %), при зменшенні температур тертя в зоні контакту на 1-4 K. На думку авторів, позитивний ефект забезпечується активним впливом наповнювача на структуру полімерної матриці та способом переробки композиції. Завдяки високим показникам зносостійкості композиція може бути використана для виготовлення деталей рухомих з'єднань машин і механізмів, які використовуються у різних сферах промисловості. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 Полімерна композиція, що містить аліфатичний поліамід ПА-6 та наповнювач, яка відрізняється тим, що як наповнювач містить високомодульне берилійкальцієве силікатне скловолокно МВ-2, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: волокно MB-2 15-30 поліамід ПА-6 70-85. Комп’ютерна верстка І. Скворцова 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