Полімерна композиція

Реферат: Полімерна композиція містить як ароматичний поліамід фенілон С-2 та як наповнювач фулеренову чернь та органічне параарамідне волокно Русар-С. UA 68499 U (12) UA 68499 U UA 68499 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до полімерних композицій на основі поліамідів і гібридних наповнювачів, які використовуються для виготовлення деталей конструкційного призначення машин і механізмів. Відомі полімерні композиції на основі аліфатичних і ароматичних поліамідів, які містять мінеральні наповнювачі: оксиди кремнію, алюмінію, дисульфід молібдену [Див. Сакасита Такэси, Симода Томоаки; Мицуи сэкию когаку коге к.к. "Полиамидные композиции". Заявка Японии 62-256830 МПК С08G 69/26], мінерал серецид формули К2О•3Аl2O3 [Див. Нагаи Йоситеру, Охора Масаки, Юнитика к.к. "Полиамидные композиции". Заявка Японии 61-123661 МПК С08L 77/00, С08К 3/34], карбонату, 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. 41934198], -сіалон [Див. Буря О.І., Адріанова О.Α., Арламова Н.Т., Черскій І.Н. "Полімерна композиція" Патент № 30862, МПК С08L 61/14]. Недоліками цих відомих композицій є недостатньо високі механічні характеристики. Найбільш близькою за технічним рішенням до корисної моделі, що пропонується, є полімерна композиція на основі ароматичного поліаміду фенілон С-2, яка містить як наповнювач вуглецеві нанотрубки [Див. Буря А.И., Редчук А.С., Наконечная Н.И., Ткачев А.Г., Негров В.Л., Казаков М.В. "Разработка и исследование свойств комозитов на основе ароматического полиамида и углеродных нанотрубок." Труды 5-й Московской Международной конференции "Теория и практика технологий производства изделий из композиционных материалов и новых металлических сплавов (ТПКММ)", 24-27 апреля 2007, Москва, Россия Прототип]. Ступінь наповнення ароматичного поліаміду фенілон вуглецевими нанотрубками складає 5 мас. %. Недоліками відомої композиції є недостатньо високий модуль пружності, що в цілому обмежує використання даної композиції для виготовлення деталей рухомих з'єднань, які працюють в умовах тертя без змащування. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення механічних характеристик полімерної композиції шляхом використання гібридного наповнювача. Поставлена задача вирішується тим, що полімерна композиція на основі ароматичного поліаміду фенілон С-2 (ТУ 6-05-221-226-72) містить фулеренову чернь та органічне параарамідне волокно Русар-С, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: фулеренова чернь 0,5-2,5 параарамідне волокно Русар-С 7,0-11,0 фенілон С-2 86,5-92,5. Дані про методи отримання наповнювача та його властивості наведені нижче. Фулеренова чернь (ФЧ) - фулеренова сажа після вилучення суміші фулеренів неполярними органічними розчинниками і оброблена паром для видалення органічного розчинника. Чорний порошок, 3 нерозчинний, насипна густина 0,5 г/см , вміст фулеренів - не більше 0,1 %. Полімерною основою волокна Русар-С є гетероциклічні поліаміди (див. Перепелкин К.Е., Кудрявцев Г.И. Армирующие химические волокна // Химические волокна. - 1988, № 5. - С. 5-12. Патенти РФ № 2017866, 1994., № 2143504, 1999 p.). Основні споживчі характеристики Русара-С наведені в публікації Тихонов И.В. Новые органические материалы с улучшенными потребительскими свойствами и изделия из них. Химические волокна. - 1998, № 5. - С. 27. Приклад 1. Композицію із фенілону С-2 (92,5 мас. %) з фулереновою черню (0,5 мас.%) та параарамідним волокном Русар-С (7 мас. %) готували в обертальному магнітному полі (0,15 Тл) за допомогою феромагнітних часток, які потім вилучали із композиції шляхом магнітної сепарації. Готову суміш таблетували при кімнатній температурі і тиску 40 МПа. Таблетки завантажували в прес-форму, нагріту до 513 К, нагрівали до 587-588 К і витримували при цій температурі 5 хв. без тиску і 10 хв. під тиском 40 МПа. Для фіксації форми виріб охолоджували під тиском до температури 513 К і далі виштовхували з прес-форми. Модуль пружності при стисканні полімерної композиції визначали за ГОСТ 9550-81. Приклад 2. Композицію із фенілону С-2 (88,5 мас. %) з фулереновою черню (0,5 мас. %) та параарамідним волокном Русар-С (11 мас. %) готували, переробляли у вироби і випробували за ГОСТом і методикою, які наведені у прикладі 1. Приклад 3. Композицію із фенілону С-2 (84,5 мас. %) з фулереновою черню (0,5 мас. %) та параарамідним волокном Русар-С (15 мас. %) готували, переробляли у вироби і випробували за ГОСТом і методикою, які наведені у прикладі 1. Приклад 4. Композицію із фенілону С-2 (91,5 мас. %) з фулереновою черню (1,5 мас. %) та параарамідним волокном Русар-С (7 мас. %) готувати, переробляли у вироби і випробували за ГОСТом і методикою, які наведені у прикладі 1. 1 UA 68499 U 5 10 15 Приклад 5. Композицію із фенілону С-2 (87,5 мас. %) з фулереновою черню (1,5 мас. %) та параарамідним волокном Русар-С (11 мас. %) готували, переробляли у вироби і випробували за ГОСТом і методикою, які наведені у прикладі 1. Приклад 6. Композицію із фенілону С-2 (83,5 мас. %) з фулереновою черню (1,5 мас. %) та параарамідним волокном Русар-С (15 мас. %) готували, переробляли у вироби і випробували за ГОСТом і методикою, які наведені у прикладі 1. Приклад 7. Композицію із фенілону С-2 (90,5 мас. %) з фулереновою черню (2,5 мас.%) та параарамідним волокном Русар-С (7 мас.%) готували, переробляли у вироби і випробували за ГОСТом і методикою, які наведені у прикладі 1. Приклад 8. Композицію із фенілону С-2 (86,5 мас. %) з фулереновою черню (2,5 мас.%) та параарамідним волокном Русар-С (11 мас.%) готували, переробляли у вироби і випробували за ГОСТом і методикою, які наведені у прикладі 1. Приклад 9. Композицію із фенілону С-2 (82,5 мас. %) з фулереновою черню (2,5 мас. %) та параарамідним волокном Русар-С (15 мас. %) готували, переробляли у вироби і випробували за ГОСТом і методикою, які наведені у прикладі 1. Властивості полімерних композицій корисної моделі і відомої композиції наведені у таблиці. Таблиця Властивості полімерних композицій Склад полімерної композиції, № прикладу Показники Модуль пружності, МПа 20 25 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (прототип 3134 3175 3197 3157 3245 3206 3000 3145 3148 2787 Аналіз результатів випробувань композицій технічного рішення, що заявляється, і відомої композиції на основі фенілону С-2 показує, що склади, які заявляються, переважають відому композицію на основі фенілону і вуглецевих нанотрубок за модулем пружності у 1,1-1,2 рази. На думку авторів, позитивний ефект забезпечується активним впливом наповнювача на структуру полімерної матриці. Завдяки високим показникам механічних характеристик композиція може бути використана для виготовлення деталей рухомих з'єднань сільськогосподарських машин, хімічного і металургійного обладнання, які працюють в умовах обмеженого змащування. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 Полімерна композиція, що містить ароматичний поліамід та наповнювач, яка відрізняється тим, що як ароматичний поліамід використовується фенілон С-2, а як наповнювач - фулеренова чернь та органічне параарамідне волокно Русар-С, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: фулеренова чернь 0,5-2,5 параарамідне волокно Русар-С 7,0-11,0 фенілон С-2 86,5-92,5. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2