RU2478111C1 - Способ получения композиционного материала - Google Patents

Способ получения композиционного материала Download PDF

Info

Publication number
RU2478111C1
RU2478111C1 RU2011133759/05A RU2011133759A RU2478111C1 RU 2478111 C1 RU2478111 C1 RU 2478111C1 RU 2011133759/05 A RU2011133759/05 A RU 2011133759/05A RU 2011133759 A RU2011133759 A RU 2011133759A RU 2478111 C1 RU2478111 C1 RU 2478111C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
uhmwpe
temperature
mold
composite material
mpa
Prior art date
Application number
RU2011133759/05A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2011133759A (ru
Inventor
Ольга Валериевна Ковалевская
Юрий Иванович Гордеев
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Сибирский федеральный университет (СФУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Сибирский федеральный университет (СФУ) filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Сибирский федеральный университет (СФУ)
Priority to RU2011133759/05A priority Critical patent/RU2478111C1/ru
Priority to EA201101383A priority patent/EA018652B1/ru
Publication of RU2011133759A publication Critical patent/RU2011133759A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2478111C1 publication Critical patent/RU2478111C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу получения композиционных материалов на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) и может быть использовано в машиностроении при изготовлении износостойких футеровочных элементов для защиты бункеров, кузовов автотранспорта, транспортеров. Техническим результатом изобретения является повышение износостойкости композиционных материалов на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Он достигается путем горячего прессования исходного порошка при постоянном удельном давлении 7,5 МПа сначала при температуре 80÷100°С в течение 30 мин, затем при температуре 110÷130°С в течение 60 мин. В качестве исходного порошка используют сверхвысокомолекулярный полиэтилен, дополнительно содержащий 5÷20 мас.% плакированного поливиниловым спиртом порошка оксида алюминия. Способ позволяет повысить также плотность, твердость и износостойкость изделий, изготовленных по технологии на основе изобретения. 1 ил., 2 табл., 21 пр.

Description

Изобретение относится к способу получения композиционных материалов на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) и оксида алюминия и может найти применение в машиностроении при изготовлении износостойких футеровочных элементов для защиты бункеров, кузовов автотранспорта, транспортеров.
Известен способ изготовления изделий из композиционных материалов на основе полимеров [патент РФ №2266925, МПК C08J 5/00; В29С 43/56, опубл. 27.07.2005 г.], включающий смешивание компонентов, холодное прессование заготовок и последующее их спекание. Операцию спекания заготовок проводят при 280-350°С в закрытой форме, обеспечивающей натяг в результате теплового расширения заготовки, с последующим охлаждением в форме. Перед спеканием возможна обработка раствором фторсодержащего олигомера марки "Фолеокс" или "Эпилам". Заготовку можно подвергать предварительному механическому натягу. Спекание в закрытой форме с натягом можно осуществлять по двухступенчатому циклу с последующим отжигом.
Недостатком данного способа является сложность технологии изготовления изделий без существенного изменения износостойкости. Кроме того, высокая температура спекания материала ведет к увеличению энергозатрат.
Известен композиционный материал [патент РФ №2052357, МПК В32В 25/08, опубл. 20.01.1996 г.], который выполнен из слоя резины и слоя термопласта. Слой резины сформирован из резиновой смеси на основе каучука, выбранного из группы, включающей натуральный, синтетический изопреновый, бутадиеновый и бутадиенметилстирольный каучуки, слой термопласта - из сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Отношение слоя резины к слою термопласта составляет (1-5):(1-5). Прочность связи между слоями резины и термопласта составляет 90-119 Н/см.
Известный композиционный материал получают в две стадии:
холодное формование сверхвысокомолекулярного полиэтилена с последующим спеканием с резиновым слоем. Холодное формование сверхвысокомолекулярного полиэтилена осуществляется следующим образом: рассчитанное количество порошка сверхвысокомолекулярного полиэтилена, в зависимости от толщины слоя, засыпают в пресс-форму и выдерживают под давлением 10-50 МПа/см2 при температуре 20°С в течение 5 мин. Последующее спекание полученной холодной заготовки с сырой резиной осуществляют в пресс-форме под давлением 7,5 МПа/см2 при температуре 140-180°С в течение 30 мин. Полученный двухслойный материал охлаждают в пресс-форме до комнатной температуры, при этом получают пластину заданной толщины и размеров.
В качестве резины используют смеси на основе натурального каучука (ПК), синтетического изопренового каучука, например, марки СКИ 3-01, бутадиенметилстирольного каучука СКМС-30, бутадиенового каучука СКД. Для получения слоя термопластичного полимера используют промышленный сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ) с молекулярной массой 1-2 млн.
Также известен композиционный материал [патент РФ №2072921, МПК В32В 25/08, опубл. 10.02.1997 г.], выполненный из слоя резины на основе каучука, выбранного из группы, включающей натуральный каучук, синтетические бутадиенметилстирольный каучук, бутадиеновый и изопреновый каучук, и слоя термопластичного полимера. Этот слой выполнен из наполненного дисперсным минеральным наполнителем сверхвысокомолекулярного полиэтилена при массовом отношении полиэтилена к наполнителю 1:0,1-0,5 и дисперсности наполнителя не более 50 мкм.
Данный композиционный материал получают в две стадии:
холодное формование наполненного сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) с последующим спеканием с резиновой подложкой. Холодное формование наполненного сверхвысокомолекулярного полиэтилена осуществляется следующим образом: рассчитанное количество порошка композиционного материала, в зависимости от толщины слоя, засыпают в пресс-форму и выдерживают под давлением 10-50 МПа при 20°С в течение 5 мин. Последующее спекание полученной холодной заготовки с резиной осуществляют в пресс-форме под давлением 7,5 МПа при температуре 140-180°С в течение 30 мин. Полученный двухслойный композиционный материал охлаждают в пресс-форме до комнатной температуры, при этом получают пластины заданной толщины и размеров. Толщина каждого слоя может быть 0,5-20 мм, предпочтительно 3-8 мм, хотя возможна любая необходимая толщина.
Получаемый известными способами композиционный материал обладает низкой износостойкостью, поскольку при холодном прессовании между слоями резины и сверхвысокомолекулярного полиэтилена образуется слабые связи, что приводит к недостаточной твердости поверхности для триботехнического применения.
Наиболее близким по сущности к заявляемому изобретению является способ изготовления полимерных деталей трения скольжения из сверхвысокомолекулярного полиэтилена [патент РФ №2300537, МПК C08J 5/16; C08L 23/06; В29С 43/00; опубл. 10.06.2007 г.], заключающийся в том, что исходный порошок сверхвысокомолекулярного полиэтилена предварительно подвергают термической обработке в сверхкритическом диоксиде углерода при температуре 40-140°С и удельном давлении 15-25 МПа в течение 2-4 часов. После чего порошок подвергают горячему прессованию при 190-200°С и удельном давлении 10-60 МПа и осуществляют механическую доводку размеров полимерной детали. Причем в качестве исходного порошка используют сверхвысокомолекулярный полиэтилен с молекулярной массой (6-10,5)×106 дальтон и размерами частиц 5-250 мкм. Кроме того, состав исходного порошка может дополнительно содержать 0,05-0,15 мас.% меди, серебра или железа с размерами их частиц 10-100 нм.
Недостатком данного способа является сложность технологического процесса без изменения износостойкости. Кроме того, высокая температура спекания материала при высоком удельном давлении ведет к увеличению энергозатрат.
Задачей изобретения является повышение износостойкости композиционных материалов на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена.
Поставленная задача достигается тем, что в способе получения композиционного материала, включающем горячее прессование порошка сверхвысокомолекулярного полиэтилена, согласно изобретению в качестве исходного используют порошок сверхвысокомолекулярного полиэтилена, дополнительно содержащий 5÷20 мас.% порошка оксида алюминия, предварительно плакированного поливиниловым спиртом, прессование исходного порошка производят при постоянном удельном давлении 7,5 МПа сначала при температуре t1=80÷100°C в течение 30 мин, затем при температуре t2=110÷130°С в течение 60 мин.
За счет добавления в порошок СВМПЭ 5-20 мас.% предварительно плакированного в поливиниловом спирте порошка оксида алюминия достигается равномерность распределения частиц оксида алюминия в порошке СВМПЭ и улучшается адгезия частиц СВМПЭ и оксида алюминия. Это обеспечивает снижение пористости получаемого материала, и, как следствие, увеличение твердости, и повышение износостойкости получаемого композиционного материала.
На чертеже приведена дифрактограмма порошка СВМПЭ при различных температурах. На дифрактограмме приведены следующие обозначения: "Lin (Counts)" - линейная интенсивность; "2-Тета-шкала" - угол дифракции; кривая 1 получена нагреванием при температуре 80°С; кривая 2 - 100°С; кривая 3 - 110°С; 4 кривая - 130°С; 5 кривая - 150°С; 6 кривая - охлаждение до 20°С. Измерения проводили на дифрактометре Bruker D8 Advance - Германия.
Способ осуществляется следующим образом.
В качестве исходного порошка используют сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ), дополнительно содержащий 5÷20 мас.% порошка оксида алюминия, предварительно плакированного поливиниловым спиртом.
Композиционный материал получают методом горячего прессования в два этапа: на первом этапе рассчитанное количество исходного порошка засыпают в пресс-форму и спекают при температуре t1=80÷100°C в течение 30 мин при постоянном удельном давлении 7,5 МПа.
Методом рентгенофазового анализа было установлено, что при температуре t1=80÷100°С (см. фиг., кривые 1 и 2) происходит жидкоподобная коалесценция контактирующих частиц внутри порошка СВМПЭ.
На втором этапе происходит дальнейшее спекание полученной смеси в пресс-форме при температуре t2=110÷130°C в течение 60 мин без изменения удельного давления (Р=7.5МПа).
Экспериментально установлено (см. фиг., кривые 3 и 4), что в порошке СВМПЭ при температуре от t2=110÷130°C происходят существенные изменения межчастичного взаимодействия с образованием контактных перешейков и границ между отдельными фрагментами структуры.
Полученный композиционный материал охлаждают в пресс-форме до комнатной температуры.
Полученный композиционный материал характеризуется следующими служебными свойствами: плотностью ρ, твердостью по Бринеллю ТВ(Бр) и относительным износом σ.
Реализация предложенного способа иллюстрируется следующими практическими примерами.
Пример 1 (контрольный). Исходный порошок сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) ф. Тикона GUR 4150 прессуют в пресс-форме при постоянном удельном давлении р=7,5 МПа сначала при температуре T1=80°C в течение t1=30 мин, затем при температуре Т2=110°С в течение t2=60 мин. Затем полученный материал охлаждают в пресс-форме до комнатной температуры.
Пример 2 (контрольный). Исходный порошок сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) ф. Тикона GUR 4150 прессуют в пресс-форме при постоянном удельном давлении р=7,5 МПа сначала при температуре T1=90°C в течение t1=30 мин, затем при температуре Т2=120°С в течение t2=60 мин. Затем полученный материал охлаждают в пресс-форме до комнатной температуры.
Пример 3 (контрольный). Исходный порошок сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) ф. Тикона GUR 4150 прессуют в пресс-форме при постоянном удельном давлении р=7,5 МПа сначала при температуре T1=100°C в течение t1=30 мин, затем при температуре Т2=130°С в течение t2=60 мин. Затем полученный материал охлаждают в пресс-форме до комнатной температуры.
Состав и служебные свойства материала, получение которого иллюстрируется примерами 1-3, приведены в таблице 1.
Пример 4. Плакированный порошок оксида алюминия «Оксидал-ГМ» в количестве 5 мас.% смешивают с 95 мас.% порошка СВМПЭ ф. Тикона GUR 4150. Полученную смесь (95 мас.% СВМПЭ+5 мас.% Al2O3) прессуют в пресс-форме при постоянном удельном давлении р=7,5МПа сначала при температуре T1=80°C в течение t1=30 мин, затем при температуре Т2=110°С в течение t2=60 мин. Затем полученный композиционный материал охлаждают в пресс-форме до комнатной температуры.
Пример 5. Смесь (95 мас.% СВМПЭ+5 мас.% Al2O3), полученную аналогично примеру 4, прессуют в пресс-форме при постоянном удельном давлении р=7,5МПа сначала при температуре T1=90°C в течение t1=30 мин, затем при температуре Т2=120°С в течение t2=60 мин. Затем полученный композиционный материал охлаждают в пресс-форме до комнатной температуры.
Пример 6. Смесь (95 мас.% СВМПЭ+5 мас.% Al2O3), полученную аналогично примеру 4, прессуют в пресс-форме при постоянном удельном давлении р=7,5МПа сначала при температуре T1=100°C в течение t1=30 мин, затем при температуре Т2=130°С в течение t2=60 мин. Затем полученный композиционный материал охлаждают в пресс-форме до комнатной температуры.
Пример 7. Плакированный порошок оксида алюминия «Оксидал-ГМ» в количестве 10 мас.% смешивают с 90 мас.% порошка СВМПЭ ф. Тикона GUR 4150. Полученную смесь (90 мас.% СВМПЭ+10 мас.% Al2O3) прессуют в пресс-форме при постоянном удельном давлении р=7,5МПа сначала при температуре T1=80°C в течение t1=30 мин, затем при температуре Т2=110°С в течение t2=60 мин. Затем полученный композиционный материал охлаждают в пресс-форме до комнатной температуры.
Пример 8. Смесь (90 мас.% СВМПЭ+10 мас.% Al2O3), полученную аналогично примеру 7, прессуют в пресс-форме при постоянном удельном давлении р=7,5МПа сначала при температуре T1=90°C в течение t1=30 мин, затем при температуре Т2=120°С в течение t2=60 мин. Затем полученный композиционный материал охлаждают в пресс-форме до комнатной температуры.
Пример 9. Смесь (90 мас.% СВМПЭ+10 мас.% Al2O3), полученную аналогично примеру 7, прессуют в пресс-форме при постоянном удельном давлении р=7,5МПа сначала при температуре T1=100°C в течение t1=30 мин, затем при температуре Т2=130°С в течение t2=60 мин. Затем полученный композиционный материал охлаждают в пресс-форме до комнатной температуры.
Пример 10. Плакированный порошок оксида алюминия «Оксидал-ГМ» в количестве 15 мас.% смешивают с 85 мас.% порошка СВМПЭ ф. Тикона GUR 4150. Полученную смесь (85 мас.% СВМПЭ+15 мас.% Al2O3) прессуют в пресс-форме при постоянном удельном давлении р=7,5МПа сначала при температуре T1=80°C в течение t1=30 мин, затем при температуре Т2=110°С в течение t2=60 мин. Затем полученный композиционный материал охлаждают в пресс-форме до комнатной температуры.
Пример 11. Смесь (85 мас.% СВМПЭ+15 мас.% Al2O3), полученную аналогично примеру 10, прессуют в пресс-форме при постоянном удельном давлении р=7,5МПа сначала при температуре T1=90°C в течение t1=30 мин, затем при температуре Т2=120°С в течение t2=60 мин. Затем полученный композиционный материал охлаждают в пресс-форме до комнатной температуры.
Пример 12. Смесь (85 мас.% СВМПЭ+15 мас.% Al2O3), полученную аналогично примеру 10, прессуют в пресс-форме при постоянном удельном давлении р=7,5МПа сначала при температуре t1=100°c в течение t1=30 мин, затем при температуре Т2=130°С в течение t2=60 мин. Затем полученный композиционный материал охлаждают в пресс-форме до комнатной температуры.
Пример 13. Плакированный порошок оксида алюминия «Оксидал-ГМ» в количестве 20 мас.% смешивают с 80 мас.% порошка СВМПЭ ф. Тикона GUR 4150. Полученную смесь (80 мас.% СВМПЭ+20 мас.% Al2O3) прессуют в пресс-форме при постоянном удельном давлении р=7,5МПа сначала при температуре T1=80°C в течение t1=30 мин, затем при температуре Т2=110°С в течение t2=60 мин. Затем полученный композиционный материал охлаждают в пресс-форме до комнатной температуры.
Пример 14. Смесь (80 мас.% СВМПЭ+20 мас.% Al2O3), полученную аналогично примеру 13, прессуют в пресс-форме при постоянном удельном давлении р=7,5МПа сначала при температуре T1=90°C в течение t1=30 мин, затем при температуре Т2=120°С в течение t2=60 мин. Затем полученный композиционный материал охлаждают в пресс-форме до комнатной температуры.
Пример 15. Смесь (80 мас.% СВМПЭ+20 мас.% Al2O3), полученную аналогично примеру 13, прессуют в пресс-форме при постоянном удельном давлении р=7,5МПа сначала при температуре T1=100°C в течение t1=30 мин, затем при температуре Т2=130°С в течение t2=60 мин. Затем полученный композиционный материал охлаждают в пресс-форме до комнатной температуры.
Состав и служебные свойства композиционных материалов, получение которых иллюстрируется примерами 4-15, приведены в таблице 1.
Пример 16. Исходный порошок сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) ф. Тикона GUR 4150 прессуют в пресс-форме при постоянном удельном давлении р=5 МПа сначала при температуре T1=80°C в течение t1=30 мин, затем при температуре Т2=110°С в течение t2=60 мин. Затем полученный материал охлаждают в пресс-форме до комнатной температуры.
Пример 17. Исходный порошок сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) ф. Тикона GUR 4150 прессуют в пресс-форме при постоянном удельном давлении р=10 МПа сначала при температуре T1=80°C в течение t1=30 мин, затем при температуре Т2=110°С в течение t2=60 мин. Затем полученный материал охлаждают в пресс-форме до комнатной температуры.
Пример 18. Исходный порошок сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) ф. Тикона GUR 4150 прессуют в пресс-форме при постоянном удельном давлении р=5 МПа сначала при температуре Т1=90°С в течение t1=30 мин, затем при температуре Т2=120°С в течение t2=60 мин. Затем полученный материал охлаждают в пресс-форме до комнатной температуры.
Пример 19. Исходный порошок сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) ф. Тикона GUR 4150 прессуют в пресс-форме при постоянном удельном давлении р=10 МПа сначала при температуре T1=90°C в течение t1=30 мин, затем при температуре Т2=120°С в течение t2=60 мин. Затем полученный материал охлаждают в пресс-форме до комнатной температуры.
Пример 20. Исходный порошок сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) ф. Тикона GUR 4150 прессуют в пресс-форме при постоянном удельном давлении р=5 МПа сначала при температуре T1=100°C в течение t1=30 мин, затем при температуре Т2=130°С в течение t2=60 мин. Затем полученный материал охлаждают в пресс-форме до комнатной температуры.
Пример 21. Исходный порошок сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) ф. Тикона GUR 4150 прессуют в пресс-форме при постоянном удельном давлении р=10 МПа сначала при температуре T1=100°C в течение t1=30 мин, затем при температуре Т2=130°С в течение t2=60 мин. Затем полученный материал охлаждают в пресс-форме до комнатной температуры.
Значения плотности материала, получение которого иллюстрируют примеры 1-3 и 16-21, приведены в таблице 2.
Как видно из таблицы 1, при постоянных температурах T1 и T2 прессования с увеличением концентрации плакированного оксида алюминия (Al2O3) с 5 мас.% до 20 мас.% по сравнению со значениями плотности ρСВМПЭ и относительного износа σСВМПЭ материала на основе 100 мас.% СВМПЭ, полученного аналогичным способом, плотность ρКМ и относительный износ σКМ полученного композиционного материала соответственно повышается и понижается. При постоянной концентрации плакированного оксида алюминия (Al2O3) в порошке СВМПЭ с увеличением температур T1 и Т2 прессования по сравнению со значениями плотности ρСВМПЭ и относительного износа σСВМПЭ материала на основе 100 мас.% СВМПЭ, полученного аналогичным способом, плотность ρКМ полученного композиционного материала повышается, а относительный износ σКМ полученного композиционного материала понижается.
При концентрации плакированного оксида алюминия (Al2O3), равной 20 мас.%, и постоянных температур T1 и Т2 прессования полученный композиционный материал обладает максимальным значением плотности
Figure 00000001
по сравнению со значением плотности ρСВМПЭ материала на основе 100 мас.% СВМПЭ, полученного аналогичным способом. Так, при температурах T1=80°C и Т2=110°С прессования максимальное значение плотности
Figure 00000002
полученного композиционного материала равно 1.03 г/см3 (значение ρСВМПЭ равно 0.91 г/см3), а при температурах T1=90°C и Т2=120°С, и T1=110°C и Т2=130°С - 1.11 г/см3 (значение ρСВМПЭ равно 0.96 г/см3).
При концентрации плакированного оксида алюминия (Al2O3), равной 10 мас.%, и постоянных температур T1 и Т2 прессования полученный композиционный материал обладает минимальным значением относительного износа
Figure 00000003
по сравнению со значением относительного износа σСВМПЭ материала на основе 100 мас.% СВМПЭ, полученного аналогичным способом. Так, при температурах T1=80°C и Т2=110°С прессования минимальное значение относительного износа
Figure 00000004
полученного композиционного материала равно 0.005 г/м (значение σСВМПЭ равно 0.0095 г/м), при температурах T1=90°C и Т2=120°С - 0.003 7 г/м (значение σСВМПЭ равно 0.0092 г/м), a T1=110°C и Т2=130°С прессования - 0.0036 г/м (значение σСВМПЭ равно 0.0089 г/м).
При концентрации плакированного оксида алюминия (Al2O3), равной 10 мас.%, и постоянных температур T1 и Т2 прессования полученный композиционный материал обладает максимальным значением твердости по Брюнеллю
Figure 00000005
по сравнению со значением твердости по Брюнеллю ТВ(Бр)СВМПЭ материала на основе 100 мас.% СВМПЭ, полученного аналогичным способом. Так, при температурах T1=80°C и Т2=110°С прессования максимальное значение твердости по Брюнеллю
Figure 00000006
полученного композиционного материала равно 270 НВ (значение ТВ(Бр)СВМПЭ равно 265 НВ), при температурах T1=90°C и Т2=120°С - 275 НВ (значение ТВ(Бр)СВМПЭ равно 270 НВ), a T1=110°C и Т2=130°С прессования - 278НВ (значение ТВ(Бр)СВМПЭ равно 270 НВ). При других концентрациях плакированного оксида алюминия (Al2O3) во всем интервале изменения температур T1 и Т2 прессования значение твердости по Брюнеллю ТВ(Бр)КМ полученного композиционного материала меньше значения твердости по Брюнеллю ТВ(Бр)СВМПЭ материала на основе 100 мас.% СВМПЭ, полученного аналогичным способом.
Таким образом, значение относительного износа
Figure 00000007
полученного по заявляемому способу композиционного материала на основе порошка СВМПЭ, дополнительно содержащего 5÷20 мас.% порошка оксида алюминия, предварительно плакированного поливиниловым спиртом, в 1.5÷3 раз меньше значения относительного износа σСВМПЭ материала на основе 100 мас.% СВМПЭ, полученного аналогичным способом.
Экспериментально доказано (см. табл.2), что удельного давления p, равного 7,5 МПа, достаточно для достижения максимальной плотности.
Использование заявляемого изобретения позволяет получать композиционные материалы на основе СВМПЭ с добавлением плакированного оксида алюминия, имеющие износостойкость в 1,5-3 раза выше, чем у исходного сверхвысокомолекулярного полиэтилена, что позволяет его использовать в машиностроении при изготовлении износостойких футеровочных элементов для защиты бункеров, кузовов автотранспорта, транспортеров. Для получения композиционного материала по заявляемому способу не требуется предварительной обработки исходного порошка СВМПЭ, что упрощает технологический процесс. Кроме того, использование низких температур спекания и уменьшение удельного давления прессования ведет к уменьшению энергозатрат.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА
Таблица 1
Состав и служебные свойства композиционных материалов, полученных с помощью заявляемого способа
Композиционный материал Пример реализации способа
T1=80°C, T2=110°C, р=7.5 МПа T1=90°C, T2=120°C, р=7.5 МПа T1=110°С, T2=130°С р=7.5 МПа
ρ, г/см3 ТВ(Бр), НВ σ, г/м ρ, г/см3 ТВ(Бр), НВ σ, г/м ρ г/см3 ТВ(Бр) НВ σ, г/м
100 мас.% СВМПЭ 0,91 265 0,0095 0,96 270 0,0092 0,96 270 0,0089
95 мас.% СВЫПЭ+5 мас.% Al2O3 0,93 253 0,0063 0,99 260 0,0055 0,99 260 0,0049
90 мас.% СВМПЭ+10 мас.% Al2O3 1,00 270 0,005 1,03 275 0,0037 1,03 278 0,0036
85 мас.% СВМПЭ+15 мас.% Al2O3 0,95 255 0,0079 1,08 260 0,0074 1,08 260 0,0071
80 мас.% СВМПЭ+20 мас.% Al2O3 1,03 255 0,0081 1,11 260 0,0074 1,11 260 0,0071
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА
Таблица 2
Зависимость плотности СВМПЭ от удельного давления
при T1=80°C и Т2=110°С при Т1=90°С и Т2=120°С при T1=100°C и Т2=130°С
р, МПа ρ, г/см3 р, МПа ρ, г/см3 р, МПа ρ, г/см3
5 0.88 5 0.89 5 0.91
7.5 0.91 7.5 0.96 7.5 0.96
10 0.91 10 0.91 10 0.96

Claims (1)

  1. Способ получения композиционного материала, включающий горячее прессование порошка сверхвысокомолекулярного полиэтилена, отличающийся тем, что в качестве исходного используют порошок сверхвысокомолекулярного полиэтилена, дополнительно содержащий 5÷20 мас.% порошка оксида алюминия, предварительно плакированного поливиниловым спиртом, прессование исходного порошка производят при постоянном удельном давлении 7,5 МПа сначала при температуре t1=80÷100°C в течение 30 мин, затем при температуре t2=110÷130°С в течение 60 мин.
RU2011133759/05A 2011-08-10 2011-08-10 Способ получения композиционного материала RU2478111C1 (ru)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011133759/05A RU2478111C1 (ru) 2011-08-10 2011-08-10 Способ получения композиционного материала
EA201101383A EA018652B1 (ru) 2011-08-10 2011-10-25 Способ получения композиционного материала

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011133759/05A RU2478111C1 (ru) 2011-08-10 2011-08-10 Способ получения композиционного материала

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011133759A RU2011133759A (ru) 2013-02-20
RU2478111C1 true RU2478111C1 (ru) 2013-03-27

Family

ID=47988424

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011133759/05A RU2478111C1 (ru) 2011-08-10 2011-08-10 Способ получения композиционного материала

Country Status (2)

Country Link
EA (1) EA018652B1 (ru)
RU (1) RU2478111C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2699219C1 (ru) * 2019-01-25 2019-09-04 Александр Сергеевич Заболотнов Композиционный материал на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена (варианты) и способ его получения

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2761336C1 (ru) * 2020-12-15 2021-12-07 Общество с ограниченной ответственностью "ИНЖЕНЕРНЫЕ ПОЛИМЕРЫ" Технология получения заготовок из порошков композиционных материалов на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050127555A1 (en) * 2002-04-18 2005-06-16 Meinhard Gusik Filled granulates consisting of high or ultra-high molecular weight polyethylenes and method for producing said granulates
RU2300537C1 (ru) * 2005-12-22 2007-06-10 Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук (ИНЭОС РАН) Способ изготовления полимерных деталей трения скольжения из сверхвысокомолекулярного полиэтилена для искусственных эндопротезов
JP2008528722A (ja) * 2005-01-24 2008-07-31 シンベンション アーゲー 金属含有コンポジット材料
RU2377261C1 (ru) * 2008-06-26 2009-12-27 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Способ изготовления изделий из полимерных материалов

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050127555A1 (en) * 2002-04-18 2005-06-16 Meinhard Gusik Filled granulates consisting of high or ultra-high molecular weight polyethylenes and method for producing said granulates
JP2008528722A (ja) * 2005-01-24 2008-07-31 シンベンション アーゲー 金属含有コンポジット材料
RU2300537C1 (ru) * 2005-12-22 2007-06-10 Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук (ИНЭОС РАН) Способ изготовления полимерных деталей трения скольжения из сверхвысокомолекулярного полиэтилена для искусственных эндопротезов
RU2377261C1 (ru) * 2008-06-26 2009-12-27 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Способ изготовления изделий из полимерных материалов

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2699219C1 (ru) * 2019-01-25 2019-09-04 Александр Сергеевич Заболотнов Композиционный материал на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена (варианты) и способ его получения

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011133759A (ru) 2013-02-20
EA201101383A1 (ru) 2013-03-29
EA018652B1 (ru) 2013-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3091247B1 (en) Methods for the preparation of a friction material and for the manufacturing of a brake pad using such friction material
US8557749B2 (en) Wear-resistant body of sliding material of graphite and synthetic resin binder
Wang et al. Glass bead filled polyetherketone (PEK) composite by high temperature laser sintering (HT-LS)
WO2015165361A1 (zh) 一种可用于3d打印的尼龙粉体组合物及其制备方法和应用
RU2478111C1 (ru) Способ получения композиционного материала
CN102661340A (zh) 铁道货车用合成闸瓦及其制造方法
Benedetti et al. A route to improving elongation of high-temperature laser sintered PEKK
JP2016510271A (ja) 高結晶性成形部品をpetまたはpenから製造する方法
TWI240668B (en) Method for making articles by cold compaction molding and the molded articles prepared thereby
CN109723740B (zh) 一种耐高温的合成制动闸片及其制备方法
CN105602064A (zh) 铁路桥梁球形支座用改性超高分子量聚乙烯及其加工方法
JP2015108126A (ja) フッ素樹脂のリサイクル方法
CN109370220A (zh) 一种石墨烯改性聚苯硫醚复合材料及其制备方法
RU2761336C1 (ru) Технология получения заготовок из порошков композиционных материалов на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена
CN111016039B (zh) 一种耐弯折聚四氟乙烯薄膜的制备工艺
RU2603673C1 (ru) Способ изготовления изделий из композиционных материалов на основе политетрафторэтилена
RU2404055C2 (ru) Способ изготовления изделий из порошковых полимерных материалов (варианты)
CN114867814A (zh) 摩擦材料
WO2019138862A1 (ja) 熱可塑性樹脂シートの加熱装置および熱可塑性樹脂成形体の製造方法
RU2444417C1 (ru) Способ получения изделий из композиционного материала на основе пеноалюминия
US20180209501A1 (en) Methods for the preparation of a friction material and for the manufacturing of a brake pad using such friction material and associated brake pad
EP4019585A1 (en) Composition comprising polyvinyl chloride, use thereof and artificial leather obtained therefrom
CN113710469A (zh) 复合叠层体及其制造方法
Alghamdi et al. Mechanical characterisation of novel polyethylene nanocomposites by nanoindentation
RU2377261C1 (ru) Способ изготовления изделий из полимерных материалов

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160811