Полімерна композиція

Реферат: Полімерна композиція містить надвисокомолекулярний поліетилен та наповнювач. Як наповнювач використовують ультрадисперсний вольфрам. UA 69424 U (12) UA 69424 U UA 69424 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до полімерних композицій на основі поліолефінів і дисперсних наповнювачів, які використовуються для виготовлення деталей конструкційного призначення машин і механізмів. Найбільш близькою за технічним рішенням до корисної моделі, що заявляється, є полімерна композиція на основі надвисокомолекулярного поліетилену, яка містить як наповнювач наночастинки міді [Див. Панин С. В., Корниенко Л. А., Ваннасри С, Иванова Л. Р., Шилько С. В., Пирияон С, Пувадин Т. "Сравнение эффективности модифицирования СВМПЭ нановолокнами (С, Аl2О3) и наночастицами (Сu, SiO2) при получении антифрикционных композитов" // Журнал "Трение и износ", 2010. - Т. 31. - № 6. - С. 603-610 - Прототип]. Ступінь наповнення надвисокомолекулярного поліетилену наночастинками міді складає 0,5 мас. %. Недоліками відомої композиції є недостатньо високі механічні характеристики, що в цілому обмежує використання даної композиції для виготовлення деталей конструкційного призначення машин і механізмів, які працюють в складних умовах та при підвищеному рівні радіації. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення властивостей полімерної композиції шляхом використання дисперсного наповнювача. Поставлена задача вирішується тим, що полімерна композиція на основі надвисокомолекулярного поліетилену марки GUR 4122 (фирма Ticona GmbH) містить ультрадисперсний вольфрам, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: ультрадисперсний вольфрам 5 - 50 надвисокомолекулярний поліетилен 50 - 95. Дані про методи отримання наповнювача та його властивості наведені нижче. Ультрадисперсний вольфрам - отримували біохімічним шляхом із сердечників утилізованих бронебійних снарядів, виготовлених зі сплаву ВНЗ, який містить 90,6 % W, 6 % Ni, 3,94 % Fe. Сировину для обробки і диспергуючу рідину завантажували в дезінтегратор, що виконує функцію хімічного реактора в якому проходить диспергування, механохімічні реакції, реакції хімічної очистки [див. Баранов Г. А., Бондарец С. В., Гавриш М. В., Смирнов С. Б.,. Саникович Д. Д. Получение наноразмерных порошков при переработке отходов на основе вольфрамосодержащих сплавов, исследования их гранулометрического состава // 36. наук. пр. СНУЯЕтаП. - Севастополь: СНУЯЭиП, 2011. - Вып. 2 (38). - С. 158-165]. Диспергуюча рідина представляла собою водний розчин тривалентного сірчанокислого заліза, що виконує функції розчинника і окисника і є середовищем існування автотрофних бактерій Thiobacillus ferroxidans, які здатні акумулювати катіони різних металів, вилучаючи їх із розчину (див. Баранов Г. А. Получение наноразмерных порошков при утилизации и переработке изделий из твердых сплавов на основе вольфрама и других карбидов тугоплавких металлов / Г. А. Баранов, М. В. Гавриш, С. Б. Смирнов // 36. наук. пр. СНУЯЕтаП. Севастополь: СНУЯЭиП, 2010. - Вып. 3 (35). - С. 168-173). Приклад 1. Композицію із надвисокомолекулярного поліетилену (95 мас. %) з ультрадисперсним вольфрамом (5 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. Процес виготовлення виробів здійснювали при 433 К з витримкою при цій температурі 5 хв. без тиску і 10 хв. під тиском 20 МПа. Для фіксації форми виріб охолоджували під тиском до температури 373 К і далі виштовхували з прес-форми. Модуль пружності та межу текучості при стисканні полімерної композиції визначали за ГОСТ 9550-81 та ГОСТ 4651-78 відповідно. Визначення величини γ потоку проводилось приладом ДКС-96 з погрішністю вимірів 1 %, як джерело іонізуючого випромінювання використовувався СО60. Приклад 2. Композицію із надвисокомолекулярного поліетилену (90 мас. %) з ультрадисперсним вольфрамом (10 мас. %) готували, переробляли у вироби і випробували за ГОСТом і методикою, які наведені у прикладі 1. Приклад 3. Композицію із надвисокомолекулярного поліетилену (80 мас. %) з ультрадисперсним вольфрамом (20 мас. %) готували, переробляли у вироби і випробували за ГОСТом і методикою, які наведені у прикладі 1. Приклад 4. Композицію із надвисокомолекулярного поліетилену (60 мас. %) з ультрадисперсним вольфрамом (40 мас. %) готували, переробляли у вироби і випробували за ГОСТом і методикою, які наведені у прикладі 1. Приклад 5. Композицію із надвисокомолекулярного поліетилену (50 мас. %) з ультрадисперсним вольфрамом (50 мас. %) готували, переробляли у вироби і випробували за ГОСТом і методикою, які наведені у прикладі 1. 1 UA 69424 U Властивості полімерних композицій передбачуваного винаходу і відомої композиції наведені у таблиці. Таблиця Властивості полімерних композицій Показники 1 823 21,70 654,5 Модуль пружності, МПа Межа текучості, МПа Величина γ потоку, мк Зв/ч* Склад полімерної композиції, № прикладу 2 3 4 5 6 (прототип) 874 904 972 1054 635 22,30 22,43 22,77 22,74 16,92 655,1 648,8 640,2 629,2 663,4 * величина γ потоку перед мішенню - 701,3 мк Зв/ч. 5 10 Аналіз результатів випробувань композицій технічного рішення, що заявляється, і відомої композиції на основі надвисокомолекулярного поліетилену показує, що склади, які заявляються переважають відому композицію на основі над високомолекулярного поліетилену і наночастинок міді за модулем пружності у 1,30-1,66, межею текучості - у 1,28-1,34, здатністю поглинати γ потік - у 1,23-1,90 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 конструкційного призначення машин і механізмів, які працюють в складних умовах та при підвищеному рівні радіації . 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 Полімерна композиція, що містить надвисокомолекулярний поліетилен та наповнювач, яка відрізняється тим, що як наповнювач використовують ультрадисперсний вольфрам, при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: ультрадисперсний вольфрам надвисокомолекулярний поліетилен 5-50 50-95. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 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