Полімерна композиція

Реферат: Полімерна композиція містить ароматичний поліамід фенілон С-1 і наповнювач, причому як наповнювач містить карбонільний нікель з розміром часток 40-60 мк. UA 92212 U (54) ПОЛІМЕРНА КОМПОЗИЦІЯ UA 92212 U UA 92212 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Полімерна композиція належить до полімерних термопластичних композицій на основі поліамідів і дисперсних наповнювачів, які використовуються як деталі 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 Японії 62256830 МКИ С 08 G 69-26], мінерал серицид формули K2О 3Аl2О [див. Нагаи Йоситеру, Охора Масаки, Юнитика к.к. "Полиамидные композиции" Заявка Японии 61-123661 МКИ С 08 L 77/00, С 08 К 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, с. 17-20, франц.], мінерал волостоніт, який містить оксиди кальцію і кремнію [див. "І. Mater. Sci", 1986, 21, №12, с.4193-4198], оксинітрид кремній - іттрію Si3N4-Y2O3 [Див. Буря О.І., Арламова Н.Т., Черський І.М. "Полімерна композиція" Патент № 28945 С 08 L 77/00]. Недоліками усіх відомих композицій є низькі зносостійкість і фізико-механічні властивості. Найбільш близькою за технічним рішенням до корисної моделі, що заявляється, є полімерна композиція на основі ароматичного поліаміду фенілон і азотовмісного мінерального наповнювача (твердий розчин α-Аl2О3 і AlN в β-Si3N4) [див. Буря О.І., Арламова Н.Т., Черський І.М., Адріанова О.А. "Полімерна композиція" Патент № 30862 С 08 L 61/14. Опубл. в Бюл. № 2, 2010 р. - Прототип]. Ступінь наповнення поліаміду азотовмісним мінеральним наповнювачем складає 0,2-4 мас. %. Недоліками цієї композиції є: низькі показники зносостійкості, ударної в'язкості і міцності при стиску. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення фізико-механічних властивостей і зносостійкості полімерної композиції шляхом введення дрібнодисперсного металу карбонільного нікелю. Поставлена задача вирішується тим, що полімерна композиція на основі ароматичного поліаміду фенілон С-1 (ТУ 6-05-221-101-71) містить дрібнодисперсний (з розміром часток 40-60 мк) порошок карбонільного нікелю (ПНК-2К10, ГОСТ 9722-97), при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: карбонільний нікель 5-20 фенілон С-1 80-95. Приклад 1. Композицію із фенілону С-1 (95 мас. %) і карбонільного нікелю (5 мас. %) з розміром часток 40-60 мк отримували шляхом змішування порошків полімеру та металу у вихровому змішувачі в обертальному електромагнітному полі (0,15 Тл). Готову суміш таблетували при кімнатній температурі і тиску 4 МПа. Таблетки завантажували в прес-форму, нагріту до 523 K, нагрівали до 593-598 K і витримували при цій температурі 5 хвилин без тиску та 5 хвилин під тиском 4 МПа. Для фіксації форми виріб охолоджували під тиском до температури 523 K і далі виштовхували із прес-форми. Поріг текучості при стиску полімерної композиції визначали за ГОСТ 4651-82, ударну в'язкість - за ГОСТ 4647-80, твердість - за ГОСТ 9012-59. Зносостійкість зразків визначали на машині 2070 СМТ-1 за схемою диск-колодка (контртіло - сталь 45, термооброблена до твердості 48-50 HRC, діаметр - 50 мм). Умови тертя: PV=0,5 МПа·м/с, шлях тертя S=1000 м. До завантажування проводили однакову обробку і попереднє припрацювання зразків. Знос зразків визначали на аналітичних терезах ВЛР-200 з точністю до 0,0002 г. Приклад 2. Композицію з фенілону С-1 (90 мас. %) та карбонільного нікелю (10 мас. %) готували, переробляли у вироби і випробували за ГОСТами і методикою, які наведені у прикладі 1. Приклад 3. Композицію з фенілону С-1 (85 мас. %) та карбонільного нікелю (15 мас. %) готували, переробляли у вироби і випробували за ГОСТами і методикою, які наведені у прикладі 1. Приклад 4. Композицію з фенілону С-1 (80 мас. %) та карбонільного нікелю (20 мас. %) готували, переробляли у вироби і випробували за ГОСТами і методикою, які наведені у прикладі 1. Приклад 5 (прототип). Композицію з фенілону С-2 (96 мас. %) і азотовмісного мінерального наповнювача - твердий розчин α-Аl2О3 і AlN в β-Si3N4 (4 мас. %) готували, переробляли у вироби і випробували за ГОСТами і методикою, які наведені у прикладі 1. Властивості полімерних композицій корисної моделі, що заявляється, і відомої композиції наведені у табл. 1. 1 UA 92212 U Таблиця 1 Склад композиції, мас. % Ударна № Поріг текучості при Твердість, Знос, в'язкість, Карбонільний -8 прикладу Фенілон С-1 стисненні, МПа МПа ×10 2 кДж/м нікель 1 95 5 242 21,9 412 2,66 2 90 10 245 24,2 428 1,31 3 85 15 251 27,3 455 0,99 4 80 20 260 21,1 475 0,70 5* 242 17,0 2,87 * Композиція містить 4 мас. % твердого розчину α-Аl2О3 і AlN в β-Si3N4 та 96 мас. % фенілону С2. 5 10 Аналіз результатів випробувань композицій технічного рішення, що заявляється, на основі фенілону С-1 і карбонільного нікелю та відомої композиції на основі фенілону С-2 і азотовмісного мінерального наповнювача - твердий розчин α-Аl2О3 і AlN в β-Si3N4, показує, що запропонована композиція перевершує відому композицію за міцністю при стисненні на 1,57,5 %, ударною в'язкістю в 1,25-1,6 разу, зносостійкістю в 1,1-4,1 разу. На думку авторів, позитивний ефект забезпечується високим адгезійним зв'язком між компонентами. Завдяки високим показникам фізико-механічних властивостей і зносостійкості композиція може бути використана для виготовлення деталей рухомих з'єднань машин і механізмів, які працюють в умовах обмеженого змащування і використовуються у різних сферах промисловості, таких як: металургійна, машинобудівна, хімічна та інші. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 Полімерна композиція, що містить ароматичний поліамід фенілон С-1 і наповнювач, яка відрізняється тим, що як наповнювач містить карбонільний нікель з розміром часток 40-60 мк, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: карбонільний нікель 5-20 фенілон С-1 80-95. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 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