Полімерна термопластична композиція

Реферат: Полімерна термопластична композиція на основі ароматичного поліаміду фенілон С-1 і дисперсного металевого наповнювача. Як металевий наповнювач містить дисперсний порошок магнітом'якого нанокристалічного сплаву "FINEMET" в кількості 10-70 мас. %. UA 120871 U (12) UA 120871 U UA 120871 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до композицій на основі ароматичних поліамідів і дисперсних металевих наповнювачів, які використовуються як деталі конструкційного призначення машин і механізмів. Відомі полімерні композиції на основі ароматичного поліаміду фенілон, які містять металеві наповнювачі: карбонільний нікель, алюміній, титан [див. А.И. Буря, О.Г. Приходько. Модифицирование фенилона // Композиционные полимерные материалы. - Вып. 9. - 1981. - С. 25-28], алюміній, титан, мідь, бронзу [див. И.А. Фомичев, А.И. Буря, М.Г. Губенков. Получение термостойких полимерных материалов в магнитном поле // Электронная обработка материалов. - № 4. - 1978. - С. 26-27]. Недоліками усіх відомих композицій є різке погіршення механічних характеристик при вмісті наповнювача більше 15 мас. % та низькі магнітні властивості. Найближчим аналогом є полімерна композиція на основі ароматичного поліаміду фенілон С1, що містить як наповнювач феромагнітний дисперсний порошок карбонільного нікелю [див. Патент на корисну модель № 92212 Україна, МПК С08L 77/00. Заяв. 23.01.2014; опубл. 11.08.2014, Бюл. № 15. - Прототип]. Ступінь наповнення поліаміду дисперсним порошком карбонільного нікелю складає 5-20 мас. %. Недоліками цієї композиції є різке погіршення механічних характеристик при вмісті наповнювача більше 15 мас. % та низькі магнітні властивості. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення механічних та магнітних характеристик полімерної термостійкої композиції в широкому інтервалі наповнення. Поставлена задача вирішується тим, що полімерна термопластична композиція на основі ароматичного поліаміду фенілон С-1 і дисперсного металевого наповнювача, згідно з корисною моделлю, як металевий наповнювач містить дисперсний порошок магнітом'якого нанокристалічного сплаву "FINEMET" в кількості 10-70 мас. %. Полімерна термопластична композиція на основі ароматичного поліаміду фенілон С-1 (ТУ 605-221-101-71) містить дисперсний порошок магнітом'якого нанокристалічного сплаву "FINEMET" на основі заліза (хімічний склад - Fe73Si15,8B7,2Cu1Nb3). Магнітом'який нанокристалічний сплав "FINEMET" характеризується наступними 3 2 властивостями: густина - 7,35 г/см , електроопір - 1,2 Оммм /м, термічний коефіцієнт опору -4 -1 110 К , температура кристалізації - 783 K, максимальна робоча температура - 403 K, індукція насичення > 1,2 Тл, температура Кюрі - 878 K, статична коерцитивна сила - < 5 мА/см, початкова магнітна проникність при f=1-30000-125000 кГц, мікротвердість - 7,3-8,0 ГПа, середній 2 розмір часток - 100 мкм, твердість - 700-1000 HV, межа міцності на розтяг - 1200-2200 Н/мм . Порошок магнітом'якого нанокристалічного сплаву отримували шляхом розмелювання аморфної стрічки сплаву "FINEMET" у кульовому млині. Для підвищення крихкості аморфної стрічки її попередньо відпалювали при температурі 673 K на повітрі. Отриманий порошок просіювали на ситах для визначення фракційного складу. Ступінь наповнення полімерної термопластичної композиції дисперсним порошком магнітом'якого нанокристалічного сплаву "FINEMET" складала 10-70 мас. %. Композиції на основі ароматичного поліаміду фенілон С-1, що містять як наповнювач феромагнітний дисперсний порошок отримували шляхом змішування порошків полімеру та феромагнітного наповнювача у вихровому змішувачі в обертовому електромагнітному полі (0,12 Тл) для отримання рівномірного розподілу наповнювача в полімерній матриці та ізотропності властивостей композиції. Готову суміш таблетували при кімнатній температурі та тиску 40 МПа. Таблетки завантажували в прес-форму, нагріту до 523 K, нагрівали до 593-598 K і витримували при цій температурі по 10 хвилин без тиску та під тиском 40 МПа. Для фіксації форми виріб охолоджували під сталим тиском до температури 523 K і далі виштовхували із прес-форми. Межу пропорційності та модуль пружності полімерних термостійких композицій при стисненні визначали на розривній машині FP-100 за ГОСТ 4651-2014. Магнітну проникність досліджували на установці В-5045. Склад композицій наступний: Приклад 1. Фенілон (100 мас. %). Приклад 2. Фенілон (80 мас. %) і дисперсний порошок магнітом'якого нанокристалічного сплаву "FINEMET" (20 мас. %). Приклад 3. Фенілон (70 мас. %) і дисперсний порошок магнітом'якого нанокристалічного сплаву "FINEMET" (30 мас. %). Приклад 4. Фенілон (50 мас. %) і дисперсний порошок магнітом'якого нанокристалічного сплаву "FINEMET" (50 мас. %). Приклад 5. Фенілон (40 мас. %) і дисперсний порошок магнітом'якого нанокристалічного сплаву "FINEMET" (60 мас. %). 1 UA 120871 U Приклад 6 (найближчий аналог). Фенілон (80 мас. %) і дисперсний порошок карбонільного нікелю (20 мас. %). Властивості полімерних композицій і прототипу, склад яких наведено у прикладах, подано у табл. 1. 5 Таблиця 1 Склад композиції, мас. % № Фенілон Ссплав прикладу 1 "FINEMET" 1 100 0 2 80 20 3 70 30 4 50 50 5 40 60 6* 80 Межа Модуль пружності пропорційності при при стисненні, ГПа стисненні, МПа 152 2,751 259 3,765 269 3,980 363 7,196 264 5,570 193 2,943 Магнітна проникність 0 24,55 35,06 105,16 34,57 13,95 *Композиція містить 20 мас. % дисперсного порошку карбонільного нікелю 10 15 Порівнюючи композиції корисної моделі та найближчого аналога, видно що при однаковому вмісті наповнювачів запропонована композиція перевершує відому за межею пропорційності та модулем пружності при стисненні на 40 та 28 % відповідно. За магнітною проникністю - на 75 %. Взагалі, композиції технічного рішення, що заявляється, забезпечують покращення 2 властивостей полімерної матриці в 2,4 (межа пропорційності), 2,6 (модуль пружності) та 10 (магнітна проникність) разів. Завдяки високим показникам фізико-механічних властивостей композиція може бути використана у різних сферах промисловості, таких як: металургійна, машинобудівна, хімічна та інші. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 Полімерна термопластична композиція на основі ароматичного поліаміду фенілон С-1 і дисперсного металевого наповнювача, яка відрізняється тим, що як металевий наповнювач містить дисперсний порошок магнітом'якого нанокристалічного сплаву "FINEMET" в кількості 1070 мас. %. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2