RU2114874C1 - Antifriction polymer composition with sealing capability - Google Patents
Antifriction polymer composition with sealing capability Download PDFInfo
- Publication number
- RU2114874C1 RU2114874C1 RU94036653A RU94036653A RU2114874C1 RU 2114874 C1 RU2114874 C1 RU 2114874C1 RU 94036653 A RU94036653 A RU 94036653A RU 94036653 A RU94036653 A RU 94036653A RU 2114874 C1 RU2114874 C1 RU 2114874C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- antifriction
- polytetrafluoroethylene
- filler
- polymer composition
- materials
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области полимерного материаловедения, а именно к антифрикционным наполненным полимерным материалам, которые могут быть использованы для изготовления уплотнительных элементов пар вращательного и возвратно-поступательного перемещения (монтажные, торцовые уплотнения и узлов трения с повышенной нагрузочной способностью). The invention relates to the field of polymer materials science, namely to antifriction filled polymer materials that can be used to produce sealing elements for pairs of rotational and reciprocating movements (mounting, mechanical seals and friction units with increased load capacity).
Известны композиционные материалы для изготовления подшипников скольжения, торцевых уплотнений и других элементов узлов трения на основе политетрафторэтилена (ПТФЭ) и различных (наполнителей дисульфина молибдена, кокса, карбидов кремния, титана, хрома) [1-2].Материалы известны как самосмазывающиеся антифрикционные, с малым коэффициентом трения, но имеют низкие деформационно-прочностные характеристики, что снижает ресурс их работы. Composite materials are known for the manufacture of sliding bearings, mechanical seals and other elements of friction units based on polytetrafluoroethylene (PTFE) and various (fillers of molybdenum disulfine, coke, silicon carbides, titanium, chromium) [1-2]. Materials are known as self-lubricating antifriction, with low coefficient of friction, but have low deformation-strength characteristics, which reduces the resource of their work.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному материалу является малонаполненный композит, предложенный в работе. Композиция содержит ПТФЭ (90 - 99,5 мас.%) и в качестве наполнителя ультрадисперсное неорганическое соединение β- сиалон (0, 5 - 10 мас.%) общей формулы Si6-xAlxOxN8-x.The closest in technical essence to the claimed material is a low-filled composite proposed in the work. The composition contains PTFE (90 - 99.5 wt.%) And an ultrafine inorganic compound β-sialon (0, 5 - 10 wt.%) Of the general formula Si 6-x Al x O x N 8-x as a filler.
Обладая высокой износостойкостью в сочетании с высокими упругоэластичными характеристиками, материал характеризуется недостаточной нагрузочной способностью. Наблюдается сильный износ материала при повышенных нагрузках за счет текучести материала [3]. Possessing high wear resistance in combination with high elasto-elastic characteristics, the material is characterized by insufficient load capacity. Strong material wear is observed at increased loads due to the fluidity of the material [3].
Технической задачей изобретения является повышение износостойкости и нагрузочной способности композиционного материала на основе ПТФЭ. An object of the invention is to increase the wear resistance and load capacity of a composite material based on PTFE.
Поставленная задача обеспечивается введением в ПТФЭ ультрадисперсных алмазосодержащих порошков при следующем содержании компонентов, мас.%:
Ультрадисперсный алмазосодержащий порошок (УДА) - 0,1 - 1,5
Политетрафторэтилен (ПТФЭ) - остальное
Политетрафторэтилен (фторопласт-4) - промышленный продукт (ГОСТ 10007-80), представляющий собой белый рыхлый порошок со степенью кристалличности до спекания 95 - 98%, после спекания 50 - 70% и плотностью 2,10 - 2,17 г/см3, Тпл 327oC.The task is provided by the introduction of PTFE ultrafine diamond-containing powders with the following components, wt.%:
Ultrafine diamond-containing powder (UDD) - 0.1 - 1.5
Polytetrafluoroethylene (PTFE) - the rest
Polytetrafluoroethylene (fluoroplast-4) is an industrial product (GOST 10007-80), which is a white loose powder with a crystallinity of 95 to 98% before sintering, 50 to 70% after sintering and a density of 2.10 - 2.17 g / cm 3 , T pl 327 o C.
Ультрадисперсный алмазосодержащий наполнитель-продукт, получаемый детонационным синтезом из органического сырья (ТУ 84-415-115-87), содержащий до 92 - 95 мас.% основного порошка. Для получения композиционного материала антифрикционного герметизирующего назначения в политетрафторэтилен вводят ультрадисперстный алмазосодержащий порошок, помещая расчетное количество полимера и наполнителя в высокоэффективный смеситель, и смешивают их до получения однородной массы. Затем из композиции путем холодного прессования делают заготовки изделий требуемой формы и спекают их в электрической печи при температуре 370± 5oC.An ultrafine diamond-containing filler-product obtained by detonation synthesis from organic raw materials (TU 84-415-115-87), containing up to 92 - 95 wt.% Of the main powder. To obtain a composite material of antifriction sealing purpose, ultrafine diamond-containing powder is introduced into polytetrafluoroethylene, placing the calculated amount of polymer and filler in a highly efficient mixer, and mix them until a homogeneous mass is obtained. Then from the composition by cold pressing make blanks of the desired shape and sinter them in an electric furnace at a temperature of 370 ± 5 o C.
Оказалось, что сочетание политетрафторэтилена и ультрадисперсных алмазосодержащих порошков позволяет получить композиционный материал для элементов узлов сухого трения, обладающий хорошим комплексом физико-механических показателей, высокой износостойкостью и повышенной нагрузочной способностью, которые обусловлены высокой структурой активностью наполнителя по отношению к политетрафторэтилену. Изменение надмолекулярной структуры полимера при введении наполнителя обусловлено влиянием высокой развитой поверхности твердого наполнителя, вызывающей адсорбцию полимерных слоев на наполнителе с образованием сферолитных структур, что подтверждено результатами рентгеноструктурных исследований и электронной микроскопией. It turned out that the combination of polytetrafluoroethylene and ultrafine diamond-containing powders makes it possible to obtain a composite material for elements of dry friction assemblies, which has a good set of physicomechanical indicators, high wear resistance, and increased load capacity, which are due to the high structure of filler activity with respect to polytetrafluoroethylene. The change in the supramolecular structure of the polymer with the introduction of the filler is due to the influence of a high developed surface of the solid filler, which causes the adsorption of polymer layers on the filler with the formation of spherulite structures, which is confirmed by the results of x-ray diffraction studies and electron microscopy.
Подобные свойства композита заявляемого состава определяются химическим составом, дисперсностью наполнителя, представляющего собой ультрадисперсные частицы кубического алмаза размером ≈ 0,01 мкм удельной поверхностью до 480 м2/г.Similar properties of the composite of the claimed composition are determined by the chemical composition, dispersion of the filler, which is ultrafine cubic diamond particles with a size of ≈ 0.01 μm, specific surface area up to 480 m 2 / g.
Пример. 98 г политетрафторэтилена и 2 г ультрадисперсного алмазосодержащего порошка УДА смешивают в смесителе до получения однородной массы. После смешивания композицию сушат в сушильном шкафу при температуре 100 - 120oC в течение 2 ч. Затем композицию помещают в холодную пресс-форму и прессуют изделие при удельном давлении 30 - 50 МПа.Спекание изделий проводят в электрической печи при температуре 370 - 5oC в течение 4 ч. Охлаждение спеченных изделий проводят непосредственно в печи.Example. 98 g of polytetrafluoroethylene and 2 g of ultrafine diamond-containing powder UDD are mixed in a mixer until a homogeneous mass is obtained. After mixing, the composition is dried in an oven at a temperature of 100 - 120 o C for 2 hours. Then the composition is placed in a cold mold and the product is pressed at a specific pressure of 30 - 50 MPa. The products are sintered in an electric furnace at a temperature of 370 - 5 o C for 4 hours. Sintered bodies are cooled directly in the furnace.
Остальные примеры получения композиционного материала заявляемого состава приведены в таблице. Other examples of obtaining composite material of the claimed composition are shown in the table.
Методики определения свойств композита. Methods for determining the properties of the composite.
Физико-механические свойства заявляемого материала определены на стандартных образцах (ГОСТ 11262-80). Испытание проводили на машине "Инстрон" (Англия) при скорости движения подвижных захватов 100 мм/мин. Испытания на сжатие проводят по ГОСТ 4651-78, на твердость по Роквеллу по ГОСТ 24622-81. Результаты испытаний представлены в таблице. Physico-mechanical properties of the claimed material are determined on standard samples (GOST 11262-80). The test was carried out on an Instron machine (England) at a moving gripper speed of 100 mm / min. Compression tests are carried out according to GOST 4651-78, Rockwell hardness according to GOST 24622-81. The test results are presented in the table.
Использование изобретения, реализуемого на стандартном оборудовании, позволяет увеличить нагрузочную способность композиционного материала до 1000 H, при сохранении высокой износостойкости в сочетании с высокими физико-механическими показателями. Как видно из приведенных данных, износостойкость заявляемых антифрикционных полимерных материалов по сравнению с прототипом при нагрузке 1000 H возросла в 1,5 - 16 раз, что привело к увеличению ресурса работы узлов трения. Несмотря на незначительное уменьшение относительного удлинения при разрыве возросли твердость и прочность при сжатии (в 1,5 - 1,8 раза). Using the invention, implemented on standard equipment, allows you to increase the load capacity of the composite material up to 1000 H, while maintaining high wear resistance in combination with high physical and mechanical properties. As can be seen from the above data, the wear resistance of the inventive antifriction polymeric materials in comparison with the prototype at a load of 1000 H increased by 1.5 - 16 times, which led to an increase in the life of the friction units. Despite a slight decrease in elongation at break, the hardness and compressive strength increased (1.5-1.8 times).
Оптимальное содержание наполнителя 0,1 - 1,5 мас.%. Дальнейшее увеличение содержания наполнителя приводит к снижению износостойкости, нагрузочной способности и ухудшению физико-механических показателей. The optimum filler content is 0.1 to 1.5 wt.%. A further increase in the filler content leads to a decrease in wear resistance, load capacity and the deterioration of physical and mechanical properties.
Применение антифрикционной и герметизирующей композиции позволит повысить ресурс работы изделий при повышенных нагрузках. The use of antifriction and sealing compositions will increase the service life of products at high loads.
Claims (1)
Ультрадисперсный алмазосодержащий порошок - 0,1 - 1,5
Политетрафторэтилен - Остальное0Antifriction polymer composition for sealing purposes, containing polytetrafluoroethylene and a filler, characterized in that it contains ultrafine diamond-containing powder as a filler in the following ratio, wt.%:
Ultrafine diamond-containing powder - 0.1 - 1.5
Polytetrafluoroethylene - Other0
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94036653A RU2114874C1 (en) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | Antifriction polymer composition with sealing capability |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94036653A RU2114874C1 (en) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | Antifriction polymer composition with sealing capability |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94036653A RU94036653A (en) | 1996-12-20 |
| RU2114874C1 true RU2114874C1 (en) | 1998-07-10 |
Family
ID=20161111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU94036653A RU2114874C1 (en) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | Antifriction polymer composition with sealing capability |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2114874C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2352241A (en) * | 1999-07-14 | 2001-01-24 | Fibre Optic Lamp Co Ltd | Diamond-containing materials having modified thermal conductivity |
| RU2446187C2 (en) * | 2010-06-17 | 2012-03-27 | Учреждение Российской Академии Наук Ордена Трудового Красного Знамени Институт Нефтехимического Синтеза Им. А.В. Топчиева Ран (Инхс Ран) | Method of producing polymer nanocomposite |
| RU2467034C1 (en) * | 2011-08-24 | 2012-11-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство образования и науки РФ (Минобрнауки РФ) | Accumulative antifriction and sealing material based on polytetrafluoroethylene |
| RU2495886C2 (en) * | 2011-08-24 | 2013-10-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство образования и науки РФ (Минобрнауки РФ) | Method of producing polytetrafluoroethylene-based antifrictional polymer composite |
| RU2614327C2 (en) * | 2015-05-26 | 2017-03-24 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод электрохимических преобразователей" (ООО "ЗЭП") | Composite antifriction material and its manufacturing method |
-
1994
- 1994-09-29 RU RU94036653A patent/RU2114874C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Истомин Н.А., Семенов А.П. Антифрикционные свойства композиционных мат ериалов на основе фторполимеров.-М.: Наука, 1987, с.147. 2. Адрианова О.А. , Виноградов А.В. Износостойкость малонаполненных композиций на основе ПТФ Э. Трение и износ. 1986, т.7, N 6, с.1037-1042. 3. ТУ 301-0 5-120-91. Компо зиция фторопластовые малонаполненные антифрикционного назначения. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2352241A (en) * | 1999-07-14 | 2001-01-24 | Fibre Optic Lamp Co Ltd | Diamond-containing materials having modified thermal conductivity |
| RU2446187C2 (en) * | 2010-06-17 | 2012-03-27 | Учреждение Российской Академии Наук Ордена Трудового Красного Знамени Институт Нефтехимического Синтеза Им. А.В. Топчиева Ран (Инхс Ран) | Method of producing polymer nanocomposite |
| RU2467034C1 (en) * | 2011-08-24 | 2012-11-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство образования и науки РФ (Минобрнауки РФ) | Accumulative antifriction and sealing material based on polytetrafluoroethylene |
| RU2495886C2 (en) * | 2011-08-24 | 2013-10-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство образования и науки РФ (Минобрнауки РФ) | Method of producing polytetrafluoroethylene-based antifrictional polymer composite |
| RU2614327C2 (en) * | 2015-05-26 | 2017-03-24 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод электрохимических преобразователей" (ООО "ЗЭП") | Composite antifriction material and its manufacturing method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU94036653A (en) | 1996-12-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102199330B (en) | Method for preparing modified Teflon composite material and its product | |
| US8440295B2 (en) | Mechanical seal device, sliding element, and method of production thereof | |
| CN109777013A (en) | A kind of graphene Modified PolytetrafluoroethylOil Oil Seal lips material and preparation method thereof | |
| RU2114874C1 (en) | Antifriction polymer composition with sealing capability | |
| EP0882114A4 (en) | Carbon composite material for tribological applications | |
| EP3356067A1 (en) | New iron-based composite powder | |
| US6709999B2 (en) | Molded part of ceramic material derived from polymers, process for producing ceramic molded parts and sliding element having a molded part | |
| US20220403879A1 (en) | Resin material for sliding member and sliding member | |
| CN1246381C (en) | Agglomerate and molded product of polytetrafluoroethylene | |
| RU2552744C2 (en) | Basalt-fluoroplastic composite material for tribotechnical purposes | |
| CA2179487A1 (en) | Polyimide composition having improved properties | |
| RU2354667C1 (en) | Tribotechnical polymer composition | |
| RU2177963C1 (en) | Tribotechnical-destination polymer composition | |
| RU2099365C1 (en) | Antifriction composition | |
| RU2178801C2 (en) | Method of preparing antifriction composition | |
| RU2675520C1 (en) | Polymer material of tribotechnical purpose on the basis of polytetrafluoethylene | |
| RU2484107C1 (en) | Polymer composition for tribotechnical purposes | |
| RU2421480C2 (en) | Method of preparing wear-resistant composition | |
| JPS61221254A (en) | Material for sliding part | |
| RU2727417C1 (en) | Antifriction nanocomposite | |
| RU2177962C1 (en) | Sealing-destination antifriction polymer compositions | |
| CN112500681A (en) | Synergistic enhanced high-temperature polymer multi-element nano composite material | |
| RU2319713C1 (en) | Composition polymeric material of tribotechnical designation | |
| JPH04293998A (en) | Sliding member | |
| RU2699109C1 (en) | Polymer tribotechnical material based on polytetrafluoroethylene, mechanically activated kaolin and magnesium spinel |