RU2792879C1 - Polymer composite material for structural purposes based on ultra-high molecular weight polyethylene reinforced with basalt fabric - Google Patents

Polymer composite material for structural purposes based on ultra-high molecular weight polyethylene reinforced with basalt fabric Download PDF

Info

Publication number
RU2792879C1
RU2792879C1 RU2022119685A RU2022119685A RU2792879C1 RU 2792879 C1 RU2792879 C1 RU 2792879C1 RU 2022119685 A RU2022119685 A RU 2022119685A RU 2022119685 A RU2022119685 A RU 2022119685A RU 2792879 C1 RU2792879 C1 RU 2792879C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
uhmwpe
basalt fabric
molecular weight
composite material
ultra
Prior art date
Application number
RU2022119685A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Афанасий Алексеевич Дьяконов
Андрей Петрович Васильев
Сахаяна Николаевна Данилова
Сардана Афанасьевна Слепцова
Айталина Алексеевна Охлопкова
Наталия Николаевна Петрова
Анатолий Константинович Кычкин
Айсен Анатольевич Кычкин
Алексей Геннадьевич Туисов
Надежда Николаевна Лазарева
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Амосова"
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Амосова", Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Амосова"
Application granted granted Critical
Publication of RU2792879C1 publication Critical patent/RU2792879C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: polymer materials.
SUBSTANCE: invention be used for the manufacture of parts in friction units, machines and other mechanisms that operate under conditions of abrasive wear in aggressive environments. A polymer composite material based on ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) 99.5 wt.% with the addition of 0.5 wt.% N-Cyclohexylbenzothiazole-2-sulfenamide is proposed, including basalt fabric as a reinforcing element, which is laid in a polymer matrix in two layers, between which an additional UHMWPE layer is formed.
EFFECT: increase in the strength, wear resistance and reliability of friction units, as well as a decrease in the intensity of mass wear of a structural material based on UHMWPE and basalt fabric.
2 cl, 1 dwg, 3 tbl, 4 ex

Description

Изобретение относится к области полимерного материаловедения и может быть использовано в качестве высокомодульного, износостойкого композитного материала на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) для изготовления изделий конструкционного назначения, эксплуатирующихся при контакте с абразивной поверхностью в агрессивных средах: нефти, масел, смазок, топлива в качестве футеровочного материала, применяемых, в частности, для облицовки горно-обогатительного и горнодобывающего оборудования.The invention relates to the field of polymer materials science and can be used as a high-modulus, wear-resistant composite material based on ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) for the manufacture of structural products used in contact with an abrasive surface in aggressive environments: oil, oils, lubricants, fuel as a lining material used, in particular, for lining mining and processing equipment.

При разработке полимерных материалов конструкционного и функционального назначения предъявляется ряд требований по эксплуатационным свойствам: стойкость к действию агрессивных сред, высокие упруго-прочностные свойства, сопротивление к деформации, износостойкость, хорошие теплофизические свойства и другие характеристики. В связи с этим ставятся задачи по подбору компонентов, которые оказывают комплексное воздействие на полимерную матрицу и приводят к улучшению свойств.When developing polymeric materials for structural and functional purposes, a number of requirements are imposed on operational properties: resistance to aggressive media, high elastic and strength properties, resistance to deformation, wear resistance, good thermal properties and other characteristics. In this regard, the tasks are set for the selection of components that have a complex effect on the polymer matrix and lead to an improvement in properties.

Известен полимерный композит конструкционного назначения на основе СВМПЭ с молекулярной массой 4×106 г/моль, сополимер этилена высокой плотности с привитым винилтриметоксисиланом (HDPE-g-VTMS) или сополимер этилена высокой плотности с привитым малеиновым ангидридом (HDPE-g-SMA) в виде молотого гранулята с размером частиц 160-250 мкм, армированный углеродными волокнами, имеющие диаметр 7,5-15,0 мкм и длину 75-200 мкм (см. RU №2674019, кл. C08J 5/16, C08L 23/06, C08L 51/06, C08K 3/04, C08K 7/06, опубл. 04.12.2018). Материал предназначен для получения антифрикционных изделий в узлах трения в машиностроении и медицине с применением аддитивных технологий.Known structural polymer composite based on UHMWPE with a molecular weight of 4×10 6 g/mol, a copolymer of high density ethylene with grafted vinyl trimethoxysilane (HDPE-g-VTMS) or a copolymer of high density ethylene with grafted maleic anhydride (HDPE-g-SMA) in in the form of ground granulate with a particle size of 160-250 microns, reinforced with carbon fibers, having a diameter of 7.5-15.0 microns and a length of 75-200 microns (see RU No. 2674019, class C08J 5/16, C08L 23/06, C08L 51/06, C08K 3/04, C08K 7/06, published 12/04/2018). The material is intended for the production of antifriction products in friction units in mechanical engineering and medicine using additive technologies.

Недостатками известного материала являются неудовлетворительная прочность, низкий модуль упругости, высокая стоимость.The disadvantages of the known material are unsatisfactory strength, low modulus of elasticity, high cost.

Известен гибридный композит на основе волокнистых наполнителей из СВМПЭ, базальтовой ткани, ткани из стеклянного волокна и полых стеклянных микросфер (см. Е.А. Беляева, А.Ф. Косолапов, С.В. Шацкий, В.С. Осипчик, А.А. Набиулина / Гибридные композиты на основе волокнистых наполнителей из сверхвысокомолекулярного полиэтилена и стеклонаполнителей // Успехи в химии и химической технологии. – 2015. –Т.24. – №10.). По известному изобретению укладка слоев проводится поочередно: слой СВМПЭ-ткани, слой базальтовой или стеклянной ткани. Материал предназначен для получения антифрикционных изделий в узлах трения в машиностроении.A hybrid composite based on fibrous fillers of UHMWPE, basalt fabric, glass fiber fabric and hollow glass microspheres is known (see E.A. Belyaeva, A.F. Kosolapov, S.V. Shatsky, V.S. Osipchik, A. A. Nabiulina / Hybrid composites based on fibrous fillers from ultra-high molecular weight polyethylene and glass fillers // Advances in chemistry and chemical technology. - 2015. - V.24. - No. 10.). According to the known invention, the laying of the layers is carried out in turn: a layer of UHMWPE fabric, a layer of basalt or glass fabric. The material is intended for obtaining antifriction products in friction units in mechanical engineering.

Недостатками известного материала являются высокая стоимость и сложность технологии изготовления.The disadvantages of the known material are the high cost and complexity of manufacturing technology.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному материалу является композиция на основе СВМПЭ молекулярной массой 2,7×106 г/моль и неорганического наполнителя, в качестве которого используют базальтовые волокна в количестве 5,0-20,0 мас. % (см. WO 2015/002568, кл. C08K 7/04, C08L 23/06, опубл. 08.01.2015). Причем, длина измельченных волокон соответствовала 30-90 мкм, а диаметр 8-10 мкм. Материал предназначен для изготовления износостойких изделий, применяемых для облицовки горно-обогатительного и горнодобывающего оборудования.The closest in technical essence to the claimed material is a composition based on UHMWPE with a molecular weight of 2.7×10 6 g/mol and an inorganic filler, which is used as basalt fibers in an amount of 5.0-20.0 wt. % (see WO 2015/002568, class C08K 7/04, C08L 23/06, published 01/08/2015). Moreover, the length of the crushed fibers corresponded to 30-90 microns, and the diameter was 8-10 microns. The material is intended for the manufacture of wear-resistant products used for lining mining and processing equipment.

Недостатками материала являются низкая прочность, сложный технологический процесс изготовления.The disadvantages of the material are low strength, complex manufacturing process.

Задача, на решение которой направлено заявленное решение, заключается в разработке конструкционного и износостойкого композиционного материала для изготовления деталей в узлах трения, машин и других механизмов, эксплуатирующихся в условиях абразивного изнашивания в агрессивных средах.The task to be solved by the claimed solution is to develop a structural and wear-resistant composite material for the manufacture of parts in friction units, machines and other mechanisms operating under abrasive wear in aggressive environments.

Технический эффект, получаемый при решении поставленной задачи, выражается в повышении прочности, износостойкости и надежности узлов, уменьшении интенсивности массового изнашивания материала.The technical effect obtained when solving the problem is expressed in increasing the strength, wear resistance and reliability of units, reducing the intensity of mass wear of the material.

Для решения поставленной задачи полимерный композиционный материал на основе СВМПЭ в качестве армирующего элемента содержит базальтовую ткань, уложенную в полимерной матрице между слоями СВМПЭ, при этом СВМПЭ в качестве модификатора дополнительно содержит сульфенамид Ц при следующем соотношении компонентов, мас.%: СВМПЭ - 99,5; сульфенамид Ц - 0,5. Кроме того, армирующая базальтовая ткань уложена в полимерной матрице в два слоя, между которыми сформирован дополнительный слой СВМПЭ.To solve the problem, the polymer composite material based on UHMWPE as a reinforcing element contains a basalt fabric laid in a polymer matrix between layers of UHMWPE, while UHMWPE additionally contains sulfenamide C as a modifier in the following ratio of components, wt.%: UHMWPE - 99.5 ; sulfenamide C - 0.5. In addition, the reinforcing basalt fabric is laid in a polymer matrix in two layers, between which an additional layer of UHMWPE is formed.

Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с известными признаками свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».Comparative analysis of the features of the claimed solution with known features indicates the compliance of the claimed solution with the criterion of "novelty".

Совокупность признаков изобретения обеспечивает решение заявленной технической задачи, а именно, улучшение прочностных свойств и повышение износостойкости полимерного композита, расширение ассортимента полимерных композиционных материалов конструкционного назначения на основе СВМПЭ.The set of features of the invention provides a solution to the stated technical problem, namely, improving the strength properties and increasing the wear resistance of the polymer composite, expanding the range of polymer composite materials for structural purposes based on UHMWPE.

Для увеличения прочности полимерного материала на основе СВМПЭ предложено использование базальтовой ткани, включаемой в композит в виде армирующего элемента в полимерной матрице. Выбор армирующего слоя сделан на основании результатов работ по исследованию усиливающих свойств базальтовой ткани в эпоксидной смоле (см. И.Г. Лукачевская, М.П. Лебедев, А.К. Кычкин / Исследование влияния наполнителей на свойства полимерных композиционных материалов на примере текстолитов // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. - 2019. - Т. 1. - №4). Было установлено, что введение базальтовой ткани приводит к увеличению прочности композиционного материала на основе эпоксидной смолы до 503 МПа. Повышение износостойкости композитных материалов добивались путем введения в полимерную матрицу наполнителя сульфенамид Ц. Добавление определенных органических наполнителей в полимерную матрицу на основе СВМПЭ увеличивает сопротивлению истиранию (см. А.А. Дьяконов, С.Н. Данилова, А.П. Васильев, А.А. Охлопкова, С.А. Слепцова, А.А. Васильева / Исследование влияния серы, дифенилгуанидина и 2-меркаптобензтиазола на физико-механические свойства и структуру сверхвысокомолекулярного полиэтилена // Перспективные материалы. - 2020. - №1).To increase the strength of the polymeric material based on UHMWPE, it is proposed to use basalt fabric included in the composite as a reinforcing element in the polymer matrix. The choice of the reinforcing layer was made on the basis of the results of studies on the reinforcing properties of basalt fabric in epoxy resin (see I.G. Lukachevskaya, M.P. Lebedev, A.K. Kychkin / Study of the effect of fillers on the properties of polymer composite materials using textolites as an example / / Scientific notes of the Komsomolsk-on-Amur State Technical University. - 2019. - V. 1. - No. 4). It was found that the introduction of basalt fabric leads to an increase in the strength of the composite material based on epoxy resin up to 503 MPa. An increase in the wear resistance of composite materials was achieved by introducing the filler sulfenamide C into the polymer matrix. The addition of certain organic fillers to the polymer matrix based on UHMWPE increases the abrasion resistance (see A.A. Dyakonov, S.N. Danilova, A.P. Vasiliev, A. A. Okhlopkova, S.A. Sleptsova, A.A. Vasilyeva / Study of the effect of sulfur, diphenylguanidine and 2-mercaptobenzthiazole on the physical and mechanical properties and structure of ultra-high molecular weight polyethylene // Perspective materials. - 2020. - No. 1).

В процессе эксплуатации термопластичных полимерных материалов возникает проблема необратимых изменений линейных размеров изделий, по причине недостаточного сопротивления к сдвиговым деформациям. СВМПЭ относится к классу термопластов, в процессе эксплуатации которого также нежелательны сильные изменения линейных размеров в сочетании с износостойкостью.During the operation of thermoplastic polymeric materials, the problem of irreversible changes in the linear dimensions of products arises due to insufficient resistance to shear deformations. UHMWPE belongs to the class of thermoplastics, during the operation of which strong changes in linear dimensions in combination with wear resistance are also undesirable.

Для изготовления композитов использовали сверхвысокомолекулярный полиэтилен СВМПЭ марки Ticona GUR-4022 (Celanese, Китай), с молекулярной массой 5,0×106 г/моль, со средним размером частиц 145 мкм и плотностью 0,93 г/см3. В качестве армирующего слоя использовали базальтовую ткань, широко применяемую для защиты горячих поверхностей, а также, в качестве термоизоляции и для изготовления огнезащитной одежды, оболочек для теплоизоляционных материалов и др. Известно также применение базальтовой ткани в производстве композитных материалов, как армирующая основа для связующего. Преимущества базальтовой ткани: высокая термостойкость, негорючесть, температура постоянного применения до 700°С; базальт является экологичным материалом природного происхождения, отличается долговечностью, обладает высокой химической стойкостью, ветроустойчивостью, не поддается воздействию микроорганизмов и плесени.For the manufacture of composites used ultra-high molecular weight polyethylene UHMWPE brand Ticona GUR-4022 (Celanese, China), with a molecular weight of 5.0×10 6 g/mol, with an average particle size of 145 μm and a density of 0.93 g/cm 3 . As a reinforcing layer, basalt fabric was used, which is widely used to protect hot surfaces, as well as thermal insulation and for the manufacture of fire-retardant clothing, shells for heat-insulating materials, etc. It is also known to use basalt fabric in the production of composite materials as a reinforcing base for a binder. Advantages of basalt fabric: high heat resistance, incombustibility, continuous use temperature up to 700°С; basalt is an environmentally friendly material of natural origin, is durable, has high chemical resistance, wind resistance, is resistant to microorganisms and mold.

В целях придания повышенной износостойкости СВМПЭ в полимерную матрицу дополнительно вводили модифицирующую добавку сульфенамид Ц (N-Циклогексилбензотиазосульфенамид-2), которая также применяется в качестве ускорителей вулканизации замедленного действия в резинотехнических изделиях (см. SU №190557, кл. C08L 7/00, C08K 5/20, C08K 5/47, опубл. 29.12.1966).In order to impart increased wear resistance to UHMWPE, the modifying additive sulfenamide Ts (N-Cyclohexylbenzothiazosulfenamide-2) was additionally introduced into the polymer matrix, which is also used as slow-acting vulcanization accelerators in rubber products (see SU No. 190557, class C08L 7/00, C08K 5/20, C08K 5/47, published 12/29/1966).

Для экспериментальных работ использовались два состава полимерного материала (см. таблицу 1), где приведены соотношения сульфенамида Ц и порошка СВМПЭ. При этом, экспериментальные образцы были сформированы в следующем порядке укладки слоев базальтовой ткани в полимерной матрице СВМПЭ, модифицированного сульфенамидом Ц (см. фигуру): а) базальтовая ткань внутри полимерной матрицы, б) базальтовая ткань поверх полимерной матрицы, в) 2 слоя базальтовой ткани в полимерной матрице разделенные полимером, г) 2 слоя базальтовой ткани контактирующие друг с другом.For experimental work, two compositions of the polymer material were used (see Table 1), where the ratios of sulfenamide C and UHMWPE powder are given. At the same time, the experimental samples were formed in the following order of laying the layers of basalt fabric in the polymer matrix of UHMWPE modified with sulfenamide C (see figure): a) basalt fabric inside the polymer matrix, b) basalt fabric over the polymer matrix, c) 2 layers of basalt fabric in a polymer matrix separated by a polymer, d) 2 layers of basalt tissue in contact with each other.

Изготовление композитов из СВМПЭ, содержащего сульфенамид Ц, проводилось методом горячего прессования по стандартной технологии, а именно, прессованием при температуре 175±2°С, давлении 10±0,1 МПа и выдержке под давлением 20±0,1 мин с последующим охлаждением до 80°С.The manufacture of composites from UHMWPE containing sulfenamide C was carried out by hot pressing according to standard technology, namely, by pressing at a temperature of 175 ± 2°C, a pressure of 10 ± 0.1 MPa and holding under a pressure of 20 ± 0.1 min, followed by cooling to 80°C.

В первом образце слой базальтовой ткани укладывался поверх первого слоя модифицированного порошка СВМПЭ и затем засыпался вторым слоем (см. фиг. а); во втором образце слой базальтовой ткани укладывался поверх модифицированного порошка СВМПЭ засыпанного в пресс-форму (см. фиг. б); в третьем образце первый базальтовый слой ткани укладывался поверх модифицированного порошка СВМПЭ, далее базальтовая ткань засыпалась модифицированным порошком СВМПЭ, затем укладывался второй слой базальтовой ткани и далее досыпался модифицированным порошком СВМПЭ (см. фиг. в); в четвертом образце производилась укладка двух базальтовых слоев поверх насыпанного модифицированного порошка СВМПЭ и далее засыпался модифицированного порошком СВМПЭ (см. фиг. г).In the first sample, a layer of basalt fabric was laid on top of the first layer of modified UHMWPE powder and then covered with a second layer (see Fig. a); in the second sample, a layer of basalt fabric was placed on top of the modified UHMWPE powder poured into the mold (see Fig. b); in the third sample, the first basalt fabric layer was laid on top of the modified UHMWPE powder, then the basalt fabric was covered with modified UHMWPE powder, then the second layer of basalt fabric was laid and then filled with modified UHMWPE powder (see Fig. c); in the fourth sample, two basalt layers were laid on top of the poured modified UHMWPE powder and then covered with powder-modified UHMWPE (see Fig. d).

Физико-механические свойства композитов исследовали на разрывной машине AGS-J (Shimadzu, Япония) согласно ГОСТ 11262–2017 при скорости движения подвижных захватов 50 мм/мин. Модуль упругости при растяжении определяли согласно ГОСТ 9550-2014. Износостойкость определяли на трибометре UMT-3 (CETR, США) при удельной нагрузке 1,9 МПа и скорости скольжения 0,5 м/с по схеме трения «палец – диск» в течение 3 часов. Коэффициент трения определяли согласно ГОСТ 11629. Количество параллельных испытаний на каждую серию образцов составляла - 6.The physical and mechanical properties of the composites were studied on an AGS-J tensile testing machine (Shimadzu, Japan) according to GOST 11262–2017 at a moving gripper speed of 50 mm/min. Tensile modulus was determined according to GOST 9550-2014. Wear resistance was determined on a UMT-3 tribometer (CETR, USA) at a specific load of 1.9 MPa and a sliding speed of 0.5 m/s according to the “finger-disk” friction scheme for 3 hours. The friction coefficient was determined according to GOST 11629. The number of parallel tests for each series of samples was 6.

В таблице 2 приведены физико-механические и трибологические свойства полимеров на основе СВМПЭ, модифицированного сульфенамидом Ц, где δ - предел прочности при растяжении, МПа; ε - относительное удлинение при разрыве, %; Ер- модуль упругости при растяжении, МПа; I - скорость массового изнашивания, мг/ч;Table 2 shows the physico-mechanical and tribological properties of polymers based on UHMWPE modified with sulfenamide C, where δ is the tensile strength, MPa; ε - elongation at break, %; E p - tensile modulus, MPa; I - mass wear rate, mg/h;

Из таблицы 2 видно, что наибольшее увеличение прочностных свойств и износостойкости наблюдается у композита, содержащего 0,5 мас.% сульфенамида Ц. Таким образом, у состава 1 прочность при растяжении выше на 23%, относительное удлинение при разрыве выше на 18%, а интенсивность скорости массового изнашивания в 6 раз ниже по сравнению с исходным СВМПЭ.Table 2 shows that the greatest increase in strength properties and wear resistance is observed in a composite containing 0.5 wt.% sulfenamide C. Thus, composition 1 has a tensile strength higher by 23%, elongation at break is higher by 18%, and the intensity of the mass wear rate is 6 times lower compared to the original UHMWPE.

В таблице 3 приведены значения физико-механических характеристик заявляемой композиции на основе полимерной матрицы СВМПЭ с сульфенамидом Ц (состав 1), усиленной базальтовой тканью, и сравнение с исходным СВМПЭ и прототипом, где δ - предел прочности при растяжении, МПа; ε - относительное удлинение при разрыве, %; Ер- модуль упругости при растяжении, МПа.Table 3 shows the values of the physical and mechanical characteristics of the claimed composition based on a polymer matrix UHMWPE with sulfenamide C (composition 1), reinforced with basalt fabric, and a comparison with the original UHMWPE and the prototype, where δ is the tensile strength, MPa; ε - elongation at break, %; E p - tensile modulus, MPa.

Из таблицы 3 видно, что наибольшей прочностью обладают полимерные композиции со схематичной укладкой армирующей базальтовой ткани вариантов а и в (см. изображение). Введение базальтовой ткани в полимерную матрицу приводит к существенном увеличению прочности и снижению относительного удлинения, что придает материалу высокомодульные свойства. Для увеличения износостойкости полимерные композиты изготавливаются на основе модифицированного 0,5 мас.% сульфенамидом Ц порошка СВМПЭ, что приводит к увеличению стойкости к абразивному истиранию в 6 раз.Table 3 shows that polymer compositions with a schematic laying of the reinforcing basalt fabric of options a and b have the greatest strength (see image). The introduction of basalt fabric into a polymer matrix leads to a significant increase in strength and a decrease in relative elongation, which gives the material high-modulus properties. To increase wear resistance, polymer composites are made on the basis of UHMWPE powder modified with 0.5 wt.% sulfenamide C, which leads to a 6-fold increase in abrasion resistance.

Таким образом, композиция состоит из полимерной матрицы СВМПЭ, сульфенамида Ц и армирующего слоя из базальтовой ткани, уложенной в один или два слоя. Разработанные полимерные композиции характеризуются высокой прочностью, высоким сопротивлением деформации и износостойкостью. Использование базальтовой ткани как армирующего материала позволяет без усложнения технологических операций получать полимерные композиционные материалы с повышенными прочностными свойствами и сопротивлением к деформации.Thus, the composition consists of a UHMWPE polymer matrix, sulfenamide Ts and a reinforcing layer of basalt fabric, laid in one or two layers. The developed polymer compositions are characterized by high strength, high resistance to deformation and wear resistance. The use of basalt fabric as a reinforcing material makes it possible to obtain polymer composite materials with increased strength properties and resistance to deformation without complicating technological operations.

Таблица 1
Состав модифицированного полимерного материала на основе СВМПЭ и сульфенамида Ц
Table 1
The composition of the modified polymeric material based on UHMWPE and sulfenamide C
ОбразецSample Ингредиенты, мас.%Ingredients, wt.% СВМПЭUHMWPE Сульфенамид ЦSulfenamide C Состав 1Composition 1 99,599.5 0,50.5 Состав 2Composition 2 99,099.0 1,01.0

Таблица 2
Свойства модифицированного композита на основе СВМПЭ
table 2
Properties of the Modified UHMWPE Composite
ОбразецSample σрм, МПаσ rm , MPa εрр, %ε rr , % Ер, МПаЕ r , MPa I, мг/чI, mg/h Исходный СВМПЭInitial UHMWPE 3434 311311 420420 0,120.12 Состав 1Composition 1 4242 369369 589589 0,020.02 Состав 2Composition 2 3838 347347 499499 0,140.14

Таблица 3
Свойства полимерных композитов
Table 3
Properties of polymer composites
ПоказателиIndicators ОбразецSample ПрототипPrototype Исх. СВМПЭRef. UHMWPE Состав 1Composition 1 Вар. аVar. A Вар. бVar. b Вар. вVar. V Вар. гVar. G δ, МПаδ, MPa 3434 4242 62,662.6 28,228.2 68,568.5 4343 4343 ε, %ε, % 311311 369369 66 251251 77 88 270270 Ер, МПаЕ r , MPa 420420 589589 -- -- -- -- 10851085 I, мг/чI, mg/h 0,120.12 0,020.02 0,020.02 0,020.02 0,020.02 0,020.02 --

Claims (3)

1. Полимерный композиционный материал для изготовления деталей в узлах трения, машин и других механизмов, эксплуатирующихся в условиях абразивного изнашивания в агрессивных средах, на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ), включающий армирующий элемент, отличающийся тем, что в качестве армирующего элемента содержит базальтовую ткань, уложенную в полимерной матрице между слоями СВМПЭ, при этом СВМПЭ в качестве модификатора дополнительно содержит сульфенамид Ц при следующем соотношении компонентов, мас.%:1. A polymer composite material for the manufacture of parts in friction units, machines and other mechanisms operating under abrasive wear conditions in aggressive environments, based on ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE), including a reinforcing element, characterized in that it contains basalt fabric as a reinforcing element, laid in a polymer matrix between layers of UHMWPE, while UHMWPE additionally contains sulfenamide C as a modifier in the following ratio, wt.%: СВМПЭ UHMWPE 99,599.5 сульфенамид Цsulfenamide C 0,50.5
2. Полимерный композиционный материал по п. 1, отличающийся тем, что армирующая базальтовая ткань уложена в полимерной матрице в два слоя, между которыми сформирован дополнительный слой СВМПЭ.2. A polymer composite material according to claim 1, characterized in that the reinforcing basalt fabric is laid in a polymer matrix in two layers, between which an additional layer of UHMWPE is formed.
RU2022119685A 2022-07-19 Polymer composite material for structural purposes based on ultra-high molecular weight polyethylene reinforced with basalt fabric RU2792879C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2792879C1 true RU2792879C1 (en) 2023-03-28

Family

ID=

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015002568A1 (en) * 2013-07-02 2015-01-08 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем нефти и газа Сибирского отделения Российской академии наук (ИПНГ СО РАН) Lubricating polymer composition
RU2560444C2 (en) * 2013-05-31 2015-08-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"-Госкорпорация "Росатом" Heat protective armour layered system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2560444C2 (en) * 2013-05-31 2015-08-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"-Госкорпорация "Росатом" Heat protective armour layered system
WO2015002568A1 (en) * 2013-07-02 2015-01-08 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем нефти и газа Сибирского отделения Российской академии наук (ИПНГ СО РАН) Lubricating polymer composition

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Дьяконов А.А. и др. Исследование композиционных полимерных материалов армированных базальтовой тканью. Ползуновский вестник. 2021, No 2, 175-181 с.. Данилова С.Н. и др. Износостойкие полимерные композиционные материалы с улучшенным межфазовым взаимодействием в системе "полимер-волокно". Вестник Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова. 2016, No 5 (55), 80-92 с.. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2363710C1 (en) Metallic-elastomeric content
Li et al. Effectively enhanced mechanical properties of injection molded short carbon fiber reinforced polyethersulfone composites by phenol-formaldehyde resin sizing
US4563495A (en) Resinous composition for sliding members
JP2011500922A (en) Polyacetal compositions with improved tribological properties
JP5292711B2 (en) Molding material
Mohamed et al. Hybrid nanocomposites of elastomeric polyurethane containing halloysite nanotubes and POSS nanoparticles: tensile, hardness, damping and abrasion performance
RU2792879C1 (en) Polymer composite material for structural purposes based on ultra-high molecular weight polyethylene reinforced with basalt fabric
Shibulal et al. Exploring a novel multifunctional agent to improve the dispersion of short aramid fiber in polymer matrix.
KR101325584B1 (en) A thermoplastic resin composite composition for long fiber reinforced thermoplastic
WO2019074394A1 (en) Method for producing a complex-shaped article based on a hybrid composite matrix
Shibulal et al. Structurally different short aramid fiber–reinforced thermoplastic polyurethane
JPS59202258A (en) Polyether-imide resin composition
Wei et al. Thermal and frictional properties of modified sisal fibre/phenolic resin composites
JPS6140357A (en) Polyphenylene sulfide resin composition
RU2688134C1 (en) Polymer tribotechnical composition based on ultrahigh molecular weight polyethylene and 2-mercaptobenzothiazole
RU2675520C1 (en) Polymer material of tribotechnical purpose on the basis of polytetrafluoethylene
Krishna et al. Role of fillers on physico-mechanical properties of POM based hybrid composites
RU2552744C2 (en) Basalt-fluoroplastic composite material for tribotechnical purposes
RU2706658C1 (en) Composite structural material based on ultrahigh molecular weight polyethylene, zinc oxide, 2-mercaptobenzothiazole and sulfur
CN105086346A (en) Gripper head prepared from composite material for gripper loom and preparation method of gripper head
RU2736057C1 (en) Polymer composition of tribotechnical and structural purpose based on ultrahigh molecular weight polyethylene, magnesium oxide, 2-mercaptobenzothiazole and sulfur
RU2791530C1 (en) Extruded anti-friction composite based on ultra-high molecular weight polyethylene
Gangil et al. Mechanical and Dynamic Properties of Kenaf‐Fiber‐Reinforced Composites
RU2674258C1 (en) Hierarchically reinforced heteromodular extruded solid nanocomposite based on uhmwpe and method for its preparation
Louvier-Hernandez et al. Tribo-mechanical behavior of HDPE/Natural fibers filler composite materials