Композиційний матеріал

МКВ 6 С 08 L 59/00 Композиційний матеріал Винахід відноситься до композиційних матеріалів на основі термопластів , і і і і ] волокнистого наповнювача і твердого мастила, що призначені для виготовлення деталей, які працюють в умовах терт я без зовніш нього змащ ування(підш ипники ковзання, ущільне ння, триби тощо). і І Існують композиції, що використовуються в машинобудуванні, на основі ] співполімерів формальдегіду, які вміщують фторопласт або дисульфід молібдену j І в наст упному співвідношенні: співполімер формальдегіду - 85-95 мас. %, | фторопласт чи дисульфід молібдену - 5-15 мас. % (ЇСацнельсон М.Ю., Балаев Г.А. 1 Полимерные материалы: Справочник.- Л.:Химия, 1982.-317 с). j Однак, вказані композиційні матеріали мають низькі механічні властивості (ударна в'язкість 4,7-7,4 кДж/м2), що обмежує області їх застосування. Найбільш близьким за технічною сутт ю і досягнут ому результат у щ одо пропонованого винаходу є композиційний матеріал на основі співполімеру триоксану-1,3,5 з диоксоланом-1Д що вмішує скляні волокна (прототип) при наступному співвідношенні компонентів: співполімер триоксану-1,3,5 з диоксолансж-1,3 - 70 мас. %, скляні волокна - 30 мас. % (Лапшин В.В., Андреева Т.И., Колеров А.С . Стеклонаполненные термопласты с твердой смазкой .-В кн.: Антифрикционные самосмазывающиеся пластмассы и их применение в промышленности. Материалы семинара.-М.: МДНТГГД984.-129 с.) Недоліком прототипу с низькі антифрикційні властивості композиту (коефіцієнт тертя по сталі 0,26-0,36), які обумовлені високим коефіцієнт ом тертя скляного волокна. Метою винаходу є вдосконалення композиційного матеріалу па. основі співполімерів триоксану- 1,3,5 з диоксоланом- 1.3 і покращення його антифрикційних властивостей шляхом підвищення антифрикційних характеристик наповнювача за рахунок введення в полімерну матрицю вуглецевих і базальтових волокон, а також твердого мастила - графіту. Ця мета досягається композиційним матеріалом на основі співполімеру триоксану-1,3,5 з диоксоланом-1,3 і комплексом наповнювачів. Як наповнювачі, згідно винаходу, використовують вуглецеві волокна із гідратцелюлози, базальтові волокна і графіт при слідуючому співвідношенні компонентів, мас. %: Співполімер триоксану-1,3,5 з диоксоланом-1,3 60,0-90,0 Вуглецеві волокна 3,0-19,0 Базальтові волокна 6,0-19,0 Графіт 1,0-2,0 Зараз відоме використання базальтових волокон для виготовлення термо- і звукоізоляції. Базальтові волокна для армування співполімеру триоксану-1,3,5 з диоксоланом-1,3 одержують шляхом подрібнення жгута ЖБТТ 0-330 (ТУ У 00292729.001-96) на відрізки довжиною 8-12 мм. Вони характеризуються слідуючими властивостями: діаметр елементарного волокна - 8-10 мкм, лінійна густина жгута - 330 текс, розривне навантаження жгута - 375 мН/текс. Вуглецеві волокна використовуються для виготовлення вуглецевих тканин, нагрівальних елементів і як самостійні наповнювачі пластмас. Вуглецеві волокна для гібридного наповнення співполімеру триоксану-1,3,5 з диоксоланом-1,3 одержують шляхом подрібнення стрічки із вуглецевого волокнистого матеріалу марки ' "Урал " на в ідр ізки довжиною 8-12 мм. Вуглецеві волокна характеризуються властивостями: діаметр елементарною волокна - 6,5-8 мкм, поверхнева густина - 150 г/м2 , міцність мононитки - 1,5-2,5 ГПа, вміст вуглецю 95,0-99,5 %. Як полімерну матрицю використовують співполімер триоксану-1,3,5 з диоксоланом-1,3 (СТД-В за ТУ 6-05-1543-87) з показником текучості розплаву 1?-16г/10хв. Композиційний матеріал готують шляхом змішування в Z-подібному лопатевому змішувачі при нормальних умовах, а потім - в шнеково-дисковому екструдері при температурі 180-200 °С. Після цього матеріал гранулюють. Одержаний таким чином гранулят використовують для переробки методом лиття під тиском. При температурі 190-210 °С отримують зразки дня дослідження механічних і антифрикційних властивостей композитів. Механічні властивості визначають: міцність при розтягу за ГОСТ П262-80, модуль пружності при вигині за ГОСТ 9550-81, ударну в'язкість за ІПарігі за ГОСТ 4347-80. Приклад. Готують композиційні матеріали, склад яких подано в таблиці 1. Таблице 1. Рецептурний склад композиційних матеріалів Компоненти Вміст компонентів, мас. % 1 2 3 прототип 90,0 70,0 60,0 70,0 Вуглецеві волокна 3,0 14,2 19,0 — Базальтові волокна 6,0 14,2 19,0 — Графіт 1,0 1,6 2,0 — _ — — 30,0 Співполімер триоксану-1,3,5 диоксоланом-1,3 Скляні волокна з Із композиційних матеріалів відливають зразки, які використовують для дослідження фрикційних властивостей в умовах тертя без змащування на машині тертя 2070 СМТ-1 за схемою диск-колодка. Як контртіло використовують сталь 40Х з показником шорсткості Ra - 0,63 мкм, що термооброблена до твердості bIRC 38-48. Механічні властивості композиційних матеріалів визначають згідно вказаних вище стандартів для пластмас. Фрикційні і механічні властивості композиційних матеріалів подані в таблиці 2. Таблиця 2. Механічні і антифрикційні властивості композиційних матеріалів на основі співполімеру триоксану-1,3,5 з диоксоланом-1,3 Властивості Приклади 1 2 3 прототип 0,20 0,15 0,13 0,36 0,Зм/с) Ударна в^язкість за Шарпі, 0,30 0,20 0,28 1,25 кДж^м2 Модуль пружності при вишні, 25,0 17,3 16,5 18,0 ГПа Усадка, % 4,2 5,5 5,9 4,0 1,05 0,55 0,43 0,70 Динамічний коефіцієнт тертя (Р=0,5 МПа, V-0,3 м/с) Інтенсивність стирання, мг/км*см2 (Р=0,5МПа,У Таким чином, одержаній композиційний матеріал в порівнянні з прототипом має в 2-3 рази менший коефіцієнт тертя і в 3 рази меншу інтенсивність стирання при терті по сталі без зовнішнього змащування, що дозволяє використовувати його як антифр Проректор у вузлах тертя машин і механізмів. С.П.Важенін.