RU2266988C2 - Method for manufacturing composite material based on thermoplastic matrix - Google Patents
Method for manufacturing composite material based on thermoplastic matrix Download PDFInfo
- Publication number
- RU2266988C2 RU2266988C2 RU2004104432/04A RU2004104432A RU2266988C2 RU 2266988 C2 RU2266988 C2 RU 2266988C2 RU 2004104432/04 A RU2004104432/04 A RU 2004104432/04A RU 2004104432 A RU2004104432 A RU 2004104432A RU 2266988 C2 RU2266988 C2 RU 2266988C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fiber
- fluorine
- carbon
- composite material
- thermoplastic matrix
- Prior art date
Links
Landscapes
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области композиционного материаловедения и может быть использовано в машиностроении для изготовления деталей узлов трения машин и механизмов.The invention relates to the field of composite materials science and can be used in mechanical engineering for the manufacture of parts of friction units of machines and mechanisms.
Подшипники скольжения металлполимерных мало- и средненагруженных узлов трения, эксплуатируемые при показателе [PV]≤10÷15 МПа м/с, изготавливают из композиционных материалов на основе термопластичных полимерных матриц - полиамидных, полиолефиновых, полиэфирных, политетрафторэтиленовых. Для обеспечения необходимого уровня служебных (прочностных, триботехнических, теплофизических и др.) характеристик в состав матриц вводят функциональные наполнители и модификаторы: армирующие волокна, сухие смазки, аппретирующие добавки, антиоксиданты и т.п. С точки зрения технологичности получения и переработки композиционного материала в изделия количество модифицирующих наполнителей и модификаторов должно быть минимальным. Существуют различные виды функциональных наполнителей модификаторов - короткие (до 2 мм) и длинные (5-7 мм) волокна, дисперсные частицы графита, дисульфида молибдена, стеаратов металлов, оксидов, силикатов. Иногда в качестве антифрикционной добавки используют порошки полимеров, имеющие более низкую температуру плавления, чем матрица. Известны композиционные материалы, в состав которых в качестве антифрикционной и противоизносной добавки введены минеральные или синтетические масла. Такие материалы известны под названием «маслянит». Введение любой функциональной добавки в состав полимерной матрицы сопряжено с определенными технологическими трудностями, обусловленными необходимостью дозирования, гомогенизации композита и предотвращения расслаивания материала в процессе его хранения и транспортирования. В связи с этим особую перспективу имеют добавки, одновременно выполняющие несколько функций, например армирующую и антифрикционную.Plain bearings of metal-polymer low- and medium-loaded friction units, operated at a rate of [PV] ≤10 ÷ 15 MPa m / s, are made of composite materials based on thermoplastic polymer matrices - polyamide, polyolefin, polyester, polytetrafluoroethylene. To ensure the required level of service (strength, tribotechnical, thermophysical, etc.) characteristics, functional fillers and modifiers are introduced into the matrix composition: reinforcing fibers, dry lubricants, sizing additives, antioxidants, etc. From the point of view of the manufacturability of the preparation and processing of composite material into products, the number of modifying fillers and modifiers should be minimal. There are various types of functional modifier fillers - short (up to 2 mm) and long (5-7 mm) fibers, dispersed particles of graphite, molybdenum disulfide, metal stearates, oxides, silicates. Sometimes, polymer powders having a lower melting point than the matrix are used as anti-friction additives. Composite materials are known in which mineral or synthetic oils are introduced as anti-friction and anti-wear additives. Such materials are known as “butter." The introduction of any functional additive into the composition of the polymer matrix is associated with certain technological difficulties due to the need for dosing, homogenizing the composite and preventing delamination of the material during its storage and transportation. In this regard, additives that simultaneously perform several functions, for example, reinforcing and anti-friction, have a special prospect.
Известен способ изготовления композиционного материала на основе политетрафторэтилена, состоящий в дозировании компонентов, их подготовке и смешивании до получения однородной композиции [1].Такие материалы выпускают под торговой маркой «Флубон».A known method of manufacturing a composite material based on polytetrafluoroethylene, which consists in dosing the components, preparing and mixing them to obtain a homogeneous composition [1]. Such materials are produced under the trademark "Flubon".
В состав матрицы (ПТФЭ) в качестве модифицирующей добавки введены углеграфитовые волокна типа «Урал», УТМ и др. Содержание волокна составляет от 5 до 40 мас.%. Углеграфитовые волокна перед введением в состав полимерной матрицы предварительно подвергают измельчению до размера единичной фракции 10-200 мкм на быстроходных измельчителях дисмембраторного типа. Ударное воздействие элементов измельчителя со скоростью 50-100 м/с приводит к хрупкому разрушению волокон с образованием дисперсных фрагментов. После получения измельчительной фракции компоненты материалов смешиваются на лопастных смесителях до получения гомогенной консистенции. Полученные по такой технологии материалы после переработки в изделие обладают высокой износостойкостью и низким коэффициентом трения и могут быть использованы для изготовления различных деталей трения - подшипников, вкладышей, уплотнителей, сепараторов и т.п.Carbon graphite fibers of the Ural, UTM and other types are introduced into the matrix (PTFE) as a modifying additive. The fiber content is from 5 to 40 wt.%. Carbon graphite fibers before being introduced into the composition of the polymer matrix are preliminarily subjected to grinding to a size of a single fraction of 10-200 microns on high-speed disintegrator type grinders. The impact of the chopper elements at a speed of 50-100 m / s leads to brittle fracture of the fibers with the formation of dispersed fragments. After receiving the grinding fraction, the components of the materials are mixed on paddle mixers to obtain a homogeneous consistency. The materials obtained by this technology after processing into a product have high wear resistance and a low coefficient of friction and can be used for the manufacture of various friction parts - bearings, liners, seals, separators, etc.
Недостатками данных материалов являются недостаточная активность компонентов, не обеспечивающая прочную адгезионную связь на границе раздела «матрица-наполнитель»; сравнительно невысокая прочность композиционного материала после его переработки в изделие методом свободного спекания; трудность получения однородного по размерам углеродного наполнителя при измельчении волокна на измельчителях ударного действия, в результате чего волокно измельчается до размеров менее 25-50 мкм и теряет свои армирующие характеристики.The disadvantages of these materials are the lack of activity of the components, which does not provide a strong adhesive bond at the "matrix-filler" interface; the relatively low strength of the composite material after its processing into the product by free sintering; the difficulty of obtaining a carbon filler uniform in size when grinding fibers on impact shredders, as a result of which the fiber is crushed to sizes less than 25-50 microns and loses its reinforcing characteristics.
Наиболее близким заявленному является способ изготовления композиционного материала на основе термопластичных матриц, согласно которому термопласт (политетрафторэтилен) смешивают с измельченным углеграфитовым волокном, содержащим до 40% фтора [2]. В прототипе атомы фтора размещаются в дефектах углеродного волокна, увеличивая его прочностные характеристики. Однако при этом однозначно не установлен механизм модифицирующего действия фтора, т.к. нет доказательств химического взаимодействия с углеродной матрицей. По-видимому, атомы фтора выполняют функцию механического армирующего компонента, который препятствует распространению микродефектов (росту трещин) при деформировании волокна. Кроме того, повышение прочности углеродного волокна не всегда сопровождается аддитивным увеличением прочности композиционного материала на основе полимерной матрицы, особенно политетрафторэтилена. Модифицирование углеродного волокна компонентами, увеличивающими термодинамическую совместимость матрицы и наполнителя, является весьма эффективным технологическим приемом создания композитов на основе ПТФЭ. Однако эти методы имеют узконаправленное действие, т.к., изменяя активность волокна, мало влияют на его прочность.Closest to the claimed is a method of manufacturing a composite material based on thermoplastic matrices, according to which a thermoplastic (polytetrafluoroethylene) is mixed with crushed carbon-graphite fiber containing up to 40% fluorine [2]. In the prototype, fluorine atoms are located in carbon fiber defects, increasing its strength characteristics. However, at the same time, the mechanism of the modifying action of fluorine is not clearly established, since no evidence of chemical interaction with the carbon matrix. Apparently, fluorine atoms perform the function of a mechanical reinforcing component, which prevents the propagation of microdefects (crack growth) during fiber deformation. In addition, an increase in the strength of carbon fiber is not always accompanied by an additive increase in the strength of a composite material based on a polymer matrix, especially polytetrafluoroethylene. Modification of carbon fiber with components that increase the thermodynamic compatibility of the matrix and filler is a very effective technological technique for creating composites based on PTFE. However, these methods have a narrowly targeted effect, since, by changing the activity of the fiber, they have little effect on its strength.
Задачей изобретения является повышение прочности на границе раздела «матрица - углеродный наполнитель» и прочности композиционного материала, а также повышение гомогенности углеродного наполнителя с получением преимущественной фракции с размерами не менее 100 мкм.The objective of the invention is to increase the strength at the interface "matrix - carbon filler" and the strength of the composite material, as well as increasing the homogeneity of the carbon filler to obtain the predominant fraction with dimensions of at least 100 microns.
Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления композиционного материала на основе термопластичной матрицы, включающем модифицирование углеграфитового волокна фтором, измельчение и смешивание с термопластом, модифицирование осуществляют обработкой углеграфитового волокна раствором фторсодержащего олигомера с молекулярной массой 2000-5000 ед. марки Ф-1, Ф-14 или "Эпилам", сушкой до удаления растворителя и термообработкой при 373±5К или в поле коронного разряда при напряжении 10-40 кВ в течение 1-5 мин.The problem is solved in that in the method of manufacturing a composite material based on a thermoplastic matrix, including modifying carbon-graphite fiber with fluorine, grinding and mixing with thermoplastic, the modification is carried out by treating carbon-graphite fiber with a solution of a fluorine-containing oligomer with a molecular weight of 2000-5000 units. grade F-1, F-14 or "Epilam", drying to remove solvent and heat treatment at 373 ± 5K or in the field of corona discharge at a voltage of 10-40 kV for 1-5 minutes.
Применение фторсодержащего олигомера позволяет не только повысить прочность волокна вследствие заполнения микро- и макродефектов олигомерными молекулами с молекулярной массой до 5000 ед., но и увеличить термодинамическую совместимость, а значит, и адгезионное взаимодействие матрицы и наполнителя благодаря родственному строению макромолекул ПТФЭ и молекул олигомера.The use of a fluorine-containing oligomer allows not only increasing the strength of the fiber due to the filling of micro- and macrodefects with oligomeric molecules with a molecular weight of up to 5000 units, but also increasing the thermodynamic compatibility, and hence the adhesive interaction of the matrix and filler due to the relative structure of PTFE macromolecules and oligomer molecules.
В качестве функционального компонента использованы фторсодержащие олигомеры "Фолеокс" различных марок (Ф-1, Ф-14 и др.), которые различаются строением, главным образом, функциональной группы, однако имеют близкий механизм модифицирующего действия. Общая формула олигомера имеет вид Rf-R1, где Rf-фторсодержащий радикал вида:As the functional component, Foleoks fluorine-containing oligomers of various grades (F-1, F-14, etc.) are used, which differ in the structure, mainly of the functional group, but have a similar modifying action. The general formula of the oligomer has the form R f —R 1 , where R f is a fluorine-containing radical of the form:
или CF3-[CF2-CF2]n, где n=2-40.or CF 3 - [CF 2 —CF 2 ] n , where n = 2-40.
R1 - функциональная группа, выбранная из ряда, включающего -СООН, -CONH2, -COR2, где R2 - алкил.R 1 is a functional group selected from the series consisting of —COOH, —CONH 2 , —COR 2 , where R 2 is alkyl.
В зависимости от состава функциональной группы R1 олигомер является полярным или неполярным веществом, однако эффективным модификатором волокон и соответственно поверхностей трения. Полярные молекулы хемосорбируются на металлической поверхности, непополярные - закрепляются вследствие физической адсорбции. Однако и те, и другие способствуют образованию перенесенного слоя и, значит, увеличению износостойкости композиционного материала и сопряжения. Фторированные углеродные волокна таким свойством не обладают, поэтому эффект их применения в композитах существенно ниже. Волокна, обработанные фторопластом (полимерным фторсодержащим модификатором), также не обладают способностью образовывать устойчивые слои переноса, снижающие износ. Это обусловлено низкой поверхностной активностью неполярного высокомолекулярного политетрафторэтилена. Фторсодержащие олигомеры благодаря термодинамической совместимости с матрицей (политетрафторэтиленом) пластифицируют граничный слой, способствуя формированию более прочного композиционного материала, т.к. снижается степень дефектности на границе раздела "матрица - углеродное волокно". Фторированное волокно таким качеством не обладает, хотя и более активно в процентах взаимодействия с матрицей по сравнению с обычным (немодифицированным) волокном.Depending on the composition of the functional group R 1, the oligomer is a polar or non-polar substance, but an effective modifier of the fibers and, accordingly, the friction surfaces. Polar molecules are chemisorbed on a metal surface, nonpolar molecules are fixed due to physical adsorption. However, both of them contribute to the formation of the transferred layer and, therefore, increase the wear resistance of the composite material and the interface. Fluorinated carbon fibers do not have this property, therefore, the effect of their use in composites is significantly lower. Fibers treated with fluoroplastic (polymer fluorine-containing modifier) also do not have the ability to form stable transport layers that reduce wear. This is due to the low surface activity of non-polar high molecular weight polytetrafluoroethylene. Due to thermodynamic compatibility with the matrix (polytetrafluoroethylene), fluorine-containing oligomers plasticize the boundary layer, contributing to the formation of a more durable composite material, since the degree of defectiveness at the matrix – carbon fiber interface decreases. Fluorinated fiber does not have this quality, although it is more active as a percentage of interaction with the matrix compared to ordinary (unmodified) fiber.
Фторсодержащие олигомеры, выпускаемые под торговыми названиями "Эпилам", "Фолеокс", производятся в Российской Федерации по различным нормативным документам, например по техническим условиям.Fluorine-containing oligomers sold under the trade names Epilam and Foleox are produced in the Russian Federation under various regulatory documents, for example, technical specifications.
Олигомеры "Фолеокс" разработаны и производятся Государственным научно-исследовательским институтом синтетического каучука им. Лебедева (г.С.-Петербург). Олигомеры "Эпилам" - Государственным научно-исследовательским институтом прикладной химии (г.С.-Петербург).The Foleox oligomers are designed and manufactured by the State Research Institute of Synthetic Rubber named after Lebedeva (St. Petersburg). Oligomers "Epilam" - State Research Institute of Applied Chemistry (St. Petersburg).
Фторсодержащие олигомеры применяют в виде разбавленных растворов (1-2 мас.%) во фреоне или хладоне.Fluorine-containing oligomers are used in the form of dilute solutions (1-2 wt.%) In freon or chladone.
Растворитель в процессе применения безвозвратно улетучивается и не оказывает принципиального влияния на свойства материала.The solvent during application irretrievably disappears and does not fundamentally affect the properties of the material.
Для аппретирования волокна используют раствор олигомера, содержащий 1-2 мас.% в подходящем растворителе - фреоне, спирте, воде. Выбор растворителя определяется молекулярной массой и составом олигомера. Аппретирование углеграфитового волокна проводят по двум вариантам.For sizing the fibers, an oligomer solution is used containing 1-2% by weight in a suitable solvent — freon, alcohol, water. The choice of solvent is determined by the molecular weight and composition of the oligomer. Sizing of carbon fiber is carried out in two ways.
Технологический процесс по первому варианту состоит в операции сушки волокна для удаления остаточной влажности, обработке раствором фторсодержащего олигомера при 293±5К в течение 5-10-мин с последующей сушкой на воздухе при 293±5К, термофиксацией при 373±5К в течение 0,5-1 часа и измельчении на дисмембраторе. После этого оба компонента материала: порошкообразный ПТФЭ и измельченное аппретированное волокно в необходимых соотношениях смешивают в смесителях лопастного типа.The technological process according to the first embodiment consists in the operation of drying the fiber to remove residual moisture, treating it with a fluorine-containing oligomer solution at 293 ± 5K for 5-10 minutes, followed by drying in air at 293 ± 5K, and heat setting at 373 ± 5K for 0.5 -1 hours and grinding on a dismembrator. After that, both components of the material: powdered PTFE and ground finely finished fiber are mixed in the required proportions in paddle-type mixers.
По второму варианту изобретения аппретированное волокно подвергают воздействию плазмой коронного разряда в течение 1-5 мин на воздухе.According to a second embodiment of the invention, the finished fiber is exposed to a corona discharge plasma for 1-5 minutes in air.
Сущность изобретения состоит в том, что аппретирование углеграфитового волокна фторсодержащим олигомером обеспечивает синергический эффект состоящий в:The essence of the invention lies in the fact that the sizing of carbon fiber with a fluorine-containing oligomer provides a synergistic effect consisting in:
- повышении прочности и эластичности волокна в результате заполнения дефектов его структуры олигомером. В результате этого увеличивается до 40-45% содержание фазы с размерами более 20 мкм. Такая армирующая фаза обеспечивает повышение прочности композиционного материала;- increasing the strength and elasticity of the fiber as a result of filling defects in its structure with an oligomer. As a result of this, the phase content with sizes greater than 20 microns increases to 40-45%. Such a reinforcing phase provides an increase in the strength of the composite material;
- увеличении стабильности углеграфитового волокна к термоокислительной деструкции, т.к. нанопоры, образовавшиеся при удалении органического компонента волокна при его карбонизации и графитизации, заполняются термостойким олигомером, препятствующим доступу молекул кислорода в глубинные слои моноволокон (филаментов);- increasing the stability of carbon fiber to thermal oxidative degradation, because nanopores formed during the removal of the organic component of the fiber during its carbonization and graphitization are filled with a heat-resistant oligomer, which prevents the access of oxygen molecules to the deep layers of monofilaments (filaments);
- увеличении прочности адгезионного соединения на границе раздела «матрица - наполнитель» вследствие близкого строения молекул фторсодержащих олигомеров и политетрафторэтилена. Это приводит к повышению прочности и износостойкости материала;- an increase in the strength of the adhesive bond at the “matrix-filler” interface due to the close structure of the fluorine-containing oligomers and polytetrafluoroethylene molecules. This leads to increased strength and wear resistance of the material;
- увеличении износостойкости композиционного материала с модифицированными волокнами вследствие хемосорбции олигомерных молекул на поверхности контртела и образованию устойчивого перенесенного слоя, состоящего из дисперсных частиц углеграфитового волокна, и частиц изнашивания ПТФЭ.- increase the wear resistance of the composite material with modified fibers due to the chemisorption of oligomeric molecules on the surface of the counterbody and the formation of a stable transferred layer consisting of dispersed carbon-graphite fiber particles and PTFE wear particles.
Термическая обработка аппретированного волокна или обработка его в плазме коронного разряда способствует фиксации олигомерных молекул на поверхности и увеличению прочности адгезионного взаимодействия армирующего фрагмента с полимерной матрицей.Heat treatment of the finished fiber or processing it in a corona discharge plasma promotes the fixation of oligomeric molecules on the surface and increases the strength of the adhesive interaction of the reinforcing fragment with the polymer matrix.
Примеры осуществления способа. Examples of the method.
Вариант 1 (заявляемый). 100 г углеграфитового волокна «Урал» просушивали в термошкафу при 353±5К в течение 2 часов, а затем обрабатывали окунанием в 2% раствор фторсодержащего олигомера марки Ф-1 в течение 5 мин. После извлечения из модифицирующего раствора волокно сушили на воздухе и термообрабатывали при 373±5К в течение 0,5 час. Модифицированное волокно измельчали на дисмембраторной мельнице в течение 10 мин. Полученный наполнитель совмещали с 900 г порошкообразного ПТФ-1 и перемешивали в лопастном смесителе в течение 30 мин. Материал упаковывали в герметичную тару, препятствующую наполнению влагой из окружающей среды. Option 1 (claimed). 100 g of carbon fiber "Ural" was dried in an oven at 353 ± 5 K for 2 hours, and then treated by dipping in a 2% solution of F-1 fluorine-containing oligomer for 5 minutes. After extraction from the modifying solution, the fiber was dried in air and heat treated at 373 ± 5K for 0.5 hour. The modified fiber was pulverized in a dismembrator mill for 10 minutes. The resulting filler was combined with 900 g of powdered PTF-1 and mixed in a paddle mixer for 30 minutes. The material was packaged in airtight containers, preventing the filling of moisture from the environment.
Вариант 2 (заявляемый). 100 г углеграфитового волокна Вискум просушивали в термошкафу при 373±5К в течение 2 часов, а затем обрабатывали в 1% растворе фторсодержащего олигомера Ф-14 в течение 10 мин. После извлечения волокна из аппретирующего раствора его сушили на воздухе и обрабатывали в плазме коронного разряда при напряжении 40 кВ в течение 1 мин. После этого волокно измельчали в дисмембраторе в течение 10 мин. Полученный углеродный компонент смешивали с 900 г политетрафторэтилена в лопастном смесителе в течение 30 мин. Композиционный материал упаковывали в герметичную тару. Option 2 (claimed). 100 g of viscum carbon-graphite fiber was dried in an oven at 373 ± 5 K for 2 hours, and then treated in a 1% solution of F-14 fluorine-containing oligomer for 10 min. After extracting the fiber from the sizing solution, it was dried in air and processed in a corona discharge plasma at a voltage of 40 kV for 1 min. After that, the fiber was pulverized in a dismembrator for 10 minutes. The resulting carbon component was mixed with 900 g of polytetrafluoroethylene in a paddle mixer for 30 minutes. Composite material was packaged in airtight containers.
Вариант 3 (заявляемый). 100 г углеграфитового волокна УТМ-7 просушивали по режимам, указанным в вариантах 1-3. Далее обрабатывали 2 мас.% раствором фторсодержащего олигомера «Эпилам». После извлечения аппретированного волокна из раствора его сушили до полного удаления растворителя и обрабатывали на воздухе в поле коронного разряда напряженностью 20 кВ в течение 5 мин. Подготовленное волокно измельчали на дисмембраторе и смешивали в лопастном смесителе. Полученную композицию помещали в тару с плотно закрывающейся крышкой.Option 3 (claimed). 100 g of carbon fiber UTM-7 was dried according to the modes specified in options 1-3. Then it was treated with a 2 wt.% Solution of Epilam fluorine-containing oligomer. After removing the finished fiber from the solution, it was dried until the solvent was completely removed and treated in air in a corona discharge field of 20 kV for 5 min. The prepared fiber was pulverized on a dismembrator and mixed in a paddle mixer. The resulting composition was placed in a container with a tight-fitting lid.
Вариант 4 (заявляемый). 100 г углеграфитового волокна УТМ-7 просушивали по режимам, указанным в вариантах 1-3. Далее обрабатывали 5 мас.% раствором фторсодержащего олигомера «Эпилам». После извлечения аппретированного волокна из раствора его сушили до полного удаления растворителя и обрабатывали на воздухе в поле коронного разряда напряженностью 10 кВ в течение 10 мин. Подготовленное волокно измельчали на дисмембраторе и смешивали в лопастном смесителе. Полученную композицию помещали в тару с плотно закрывающейся крышкой.Option 4 (claimed). 100 g of carbon fiber UTM-7 was dried according to the modes specified in options 1-3. Then it was treated with a 5 wt.% Solution of the Epilam fluorine-containing oligomer. After removing the sizing fiber from the solution, it was dried until the solvent was completely removed and treated in air in a corona discharge field of 10 kV for 10 min. The prepared fiber was pulverized on a dismembrator and mixed in a paddle mixer. The resulting composition was placed in a container with a tight-fitting lid.
Полученные композиционные материалы (вариант 1-4) перерабатывали в испытательные образцы в виде пластин и колец по единому технологическому режиму. Вначале методом холодного прессования при давлении Р=40 МПа формировали образцы, которые затем подвергали спеканию по ступенчатому режиму на воздухе. Режим спекания включал стадию предварительной термообработки при Т=523±5К, окончательной термообработки при Т=653±5К и отжима при Т=533±5К. Время выдержки на всех стадиях определяли из расчета 1 мин на 1 мм толщины образца в наибольшем сечении. Полученные образцы испытывали на прочность при растяжении, прочность при сжатии и износостойкость. Триботехнические характеристики определяли на машине трения по схеме «пальчик - диск» при скорости скольжения 1 м/с и нагрузке 10 МПа.The obtained composite materials (option 1-4) were processed into test samples in the form of plates and rings according to a single technological regime. Initially, samples were formed by cold pressing at a pressure of P = 40 MPa, which were then subjected to stepwise sintering in air. The sintering regime included the stage of preliminary heat treatment at T = 523 ± 5K, final heat treatment at T = 653 ± 5K, and spinning at T = 533 ± 5K. The exposure time at all stages was determined from the calculation of 1 min per 1 mm of sample thickness in the largest section. The resulting samples were tested for tensile strength, compressive strength and wear resistance. Tribotechnical characteristics were determined on a friction machine according to the “finger-disk” scheme at a sliding speed of 1 m / s and a load of 10 MPa.
Сравнительные характеристики материалов одинакового состава, полученных заявляемым способом, приведены в таблице.Comparative characteristics of materials of the same composition obtained by the claimed method are shown in the table.
Как следует из данных таблицы, предлагаемый способ позволяет получать материалы с более высокими прочностными и триботехническими характеристиками.As follows from the table, the proposed method allows to obtain materials with higher strength and tribological characteristics.
Физико-механические и триботехнические характеристики композиционных материаловTable
Physicomechanical and tribotechnical characteristics of composite materials
Для реализации заявляемого способа могут быть использованы углеграфитовые волокна различных типов - «Урал», «Вискум», УТМ и их аналоги. В качестве модификатора можно применять фторсодержащие олигомеры, выпускаемые под торговыми марками «Эпилам», «Фолеокс» и их смеси. Матричным материалом может быть политетрафторэтилен марок Ф-4, Ф-4А и их модификации. Заявляемый способ может быть использован для получения углепластиков на основе других полимеров - полиамидов, полиолефинов.To implement the proposed method can be used carbon-graphite fibers of various types - "Ural", "Viskum", UTM and their analogues. As a modifier, fluorine-containing oligomers available under the trademarks Epilam, Foleox and mixtures thereof can be used. The matrix material may be polytetrafluoroethylene grades F-4, F-4A and their modifications. The inventive method can be used to obtain carbon plastics based on other polymers - polyamides, polyolefins.
Источники информации.Information sources.
1. Г.А.Сиренко. Антифрикционные карбопластики. Киев: Технiка. - 1995. - С.195.1. G.A.Sirenko. Antifriction carboplastics. Kiev: Technics. - 1995. - P.195.
2. Патент SU 1239134 А, 23.06.1986.2. Patent SU 1239134 A, 06.23.1986.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004104432/04A RU2266988C2 (en) | 2004-02-17 | 2004-02-17 | Method for manufacturing composite material based on thermoplastic matrix |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004104432/04A RU2266988C2 (en) | 2004-02-17 | 2004-02-17 | Method for manufacturing composite material based on thermoplastic matrix |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004104432A RU2004104432A (en) | 2005-07-27 |
| RU2266988C2 true RU2266988C2 (en) | 2005-12-27 |
Family
ID=35843250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004104432/04A RU2266988C2 (en) | 2004-02-17 | 2004-02-17 | Method for manufacturing composite material based on thermoplastic matrix |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2266988C2 (en) |
-
2004
- 2004-02-17 RU RU2004104432/04A patent/RU2266988C2/en active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004104432A (en) | 2005-07-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Barczewski et al. | Application of sunflower husk, hazelnut shell and walnut shell as waste agricultural fillers for epoxy-based composites: A study into mechanical behavior related to structural and rheological properties | |
| Zhang et al. | Preparation of rubber composites from ground tire rubber reinforced with waste‐tire fiber through mechanical milling | |
| Liu et al. | Enhanced tribological performance of PEEK/SCF/PTFE hybrid composites by graphene | |
| RU2463321C1 (en) | Antifriction composite material for making ship fittings | |
| Aguiar et al. | Effect of incorporating multi-walled carbon nanotube and graphene in UHMWPE matrix on the enhancement of thermal and mechanical properties | |
| RU2403269C2 (en) | Method of producing polymeric nanocomposite material and material produced using said method | |
| Nguyen et al. | Chemical Bonded Oil-PTFE-PA66 Composites as Novel Tribologically Effective Materials: Part 1 | |
| RU2266988C2 (en) | Method for manufacturing composite material based on thermoplastic matrix | |
| RU2307130C1 (en) | Polymeric antifrictional composite material | |
| RU2744755C1 (en) | Polymer composite material with modified clinoptilolite and the method for its preparation | |
| RU2688134C1 (en) | Polymer tribotechnical composition based on ultrahigh molecular weight polyethylene and 2-mercaptobenzothiazole | |
| Panin et al. | Mechanical and tribotechnical characteristics of nanocomposites based on mixture of ultrahigh molecular weight polyethylene and polypropylene | |
| Panin et al. | Mechanical and Tribological Characteristics of Nano-and Microcomposites with UHMWPE–PTFE polymer–polymer matrix | |
| Lim et al. | Oil palm trunk fibre filled natural rubber latex biocomposite foam | |
| Chang et al. | Dry sliding wear behaviour of talc-reinforced UHMWPE composite for implant application | |
| RU2675520C1 (en) | Polymer material of tribotechnical purpose on the basis of polytetrafluoethylene | |
| RU2535216C1 (en) | Antifrictional polymer composition with thermally expanded graphite | |
| Baliga et al. | Synthesis and Wear Characterization of CNF-UHMWPE Nanocomposites for Orthopaedic Applications | |
| RU2784206C1 (en) | Polymer composition for structural and tribotechnical purposes based on ultra-high molecular weight polyethylene and boron polymer | |
| Panin et al. | Effect of the Matrix Structure on the Tribological Properties of Solid-Lubricant Composites Based on High-Temperature Polyimide Thermoplastics | |
| RU2552744C2 (en) | Basalt-fluoroplastic composite material for tribotechnical purposes | |
| RU2827168C1 (en) | Polymer composition for tribotechnical purpose based on ultrahigh molecular weight polyethylene and complex filler | |
| RU2751941C1 (en) | Composite material based on secondary polyethylene terephthalate | |
| SU1692996A1 (en) | Antifriction composition | |
| RU2674258C1 (en) | Hierarchically reinforced heteromodular extruded solid nanocomposite based on uhmwpe and method for its preparation |