RU2797809C2 - Method for producing a three-layer composite material based on ultra-high molecular weight polyethylene, rubber and metal - Google Patents

Method for producing a three-layer composite material based on ultra-high molecular weight polyethylene, rubber and metal Download PDF

Info

Publication number
RU2797809C2
RU2797809C2 RU2021132810A RU2021132810A RU2797809C2 RU 2797809 C2 RU2797809 C2 RU 2797809C2 RU 2021132810 A RU2021132810 A RU 2021132810A RU 2021132810 A RU2021132810 A RU 2021132810A RU 2797809 C2 RU2797809 C2 RU 2797809C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rubber
molecular weight
layer
weight polyethylene
ultra
Prior art date
Application number
RU2021132810A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2021132810A (en
Inventor
Афанасий Алексеевич Дьяконов
Сахаяна Николаевна Данилова
Андрей Петрович Васильев
Айталина Алексеевна Охлопкова
Сардана Афанасьевна Слепцова
Наталия Николаевна Петрова
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К.Аммосова"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К.Аммосова" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К.Аммосова"
Publication of RU2021132810A publication Critical patent/RU2021132810A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2797809C2 publication Critical patent/RU2797809C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: polymers.
SUBSTANCE: invention relates to polymer materials science with increased resistance to bending, abrasion, aggressive environments and can be used in the mining, automotive and bridge-building industries as structural and functional products operating under high loads. The use of this invention allows to expand the application and improve the quality of polymer products used in the mining and construction industries. A method for producing a three-layer composite material based on ultra-high molecular weight polyethylene, rubber compound and metal is described, moreover, a rubber compound based on isoprene rubber grade SKI-3 is used, characterized in that a surface layer is created based on ultra-high molecular weight polyethylene grade GUR-4022, for which it is preliminarily performed modification of polyethylene by introducing an interlayer adhesive interaction enhancer into the layer, which is used as diphenylguanidine, or captax, or tetramethylthiuram disulfide, at a mass ratio of components, wt.%: ultrahigh molecular weight polyethylene 98.0-99.5; modifier 0.5-2.0, the resulting modified ultra-high molecular weight polyethylene is sent for moulding in a cold press at a pressure of 10±0.3 MPa, where it is pressed for at least 5 minutes, a layer of rubber compound is placed on top of the moulded polyethylene and a base of steel grade 45, pre-treated with a thermosetting adhesive of the Chemosil 411 brand, the formed composite material package is pressed in a hot press at a pressing pressure of 10±0.3 MPa, pressing temperature 150-180°C, the unloading of the pressed product is performed after cooling in the press at a pressure of 10±0.3 MPa upon reaching a temperature of not more than 80°C.
EFFECT: obtaining a three-layer polymer-metal material with increased adhesive interaction between the layers.
1 cl, 1 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к области полимерного материаловедения с повышенной стойкостью к изгибу, истиранию, воздействию агрессивных сред и может быть использовано в горнодобывающей, автомобильной и мостостроительной промышленности в качестве изделий конструкционного и функционального назначения, работающих в режиме повышенных нагрузок.The invention relates to the field of polymer materials science with increased resistance to bending, abrasion, aggressive environments and can be used in the mining, automotive and bridge-building industries as structural and functional products operating under high loads.

Известен метод плазмохимического модифицирования поверхности резин, позволяющий получить антифрикционное полимерное защитное покрытие, которое уменьшает коэффициент трения, повышает износостойкость (см. Трение и износ плазмохимически модифицированных эластомеров / Э.Ф. Абдрашитов [и др.] // Трение и износ.- 2001. - Т. 22. - №2. - С.190-196). Нанесение полимерного соединения на поверхность резины осуществляется в газовой среде при помощи плазмотлеющего разряда. Под действием плазмы в газовой среде и на поверхностном слое резины происходят химические реакции с образованием связанного антифрикционного фторуглеродного покрытия. Образуемая пленка может быть толщиной от нескольких ангстрем до микрометров в зависимости от технологического режима распыления.A known method of plasma-chemical modification of the rubber surface, which allows to obtain an anti-friction polymer protective coating, which reduces the coefficient of friction, increases wear resistance (see Friction and wear of plasma-chemically modified elastomers / E.F. Abdrashitov [et al.] // Friction and wear. - 2001. - T. 22. - No. 2. - S. 190-196). The application of a polymer compound to the rubber surface is carried out in a gaseous medium using a plasma glow discharge. Under the influence of plasma in a gaseous medium and on the surface layer of rubber, chemical reactions occur with the formation of a bound antifriction fluorocarbon coating. The formed film can be from several angstroms to micrometers thick, depending on the technological mode of sputtering.

К недостаткам известного аналога можно отнести сложный технологический процесс получения покрытия. Также в процессе эксплуатации при растяжении образцов не исключается образование трещин и отслаивание антифрикционного защитного покрытия.The disadvantages of the known analogue include a complex technological process for obtaining a coating. Also, during operation, when the samples are stretched, the formation of cracks and peeling of the anti-friction protective coating are not excluded.

Также известен способ ионно-плазменного напыления металлосодержащих покрытий на резину для повышения износостойкости, стойкости к агрессивным средам (см. Технология нанесения наноструктурированных металлопокрытий на резинотехнические изделия / П.Б. Гринберг [и др.] // Вестник Омского университета. - 2012. - №2 (64). - С.249-252). Металлическое покрытие, осуществляемое методом ионно-плазменного напыления, оседает на поверхности эластомеров равномерно. Резины, покрытые тугоплавкими металлами, имеют более высокую износостойкость по сравнению с исходными. Повышение износостойкости происходит за счет того, что покрытия выполняют роль твердой смазки.Also known is a method of ion-plasma spraying of metal-containing coatings on rubber to increase wear resistance, resistance to aggressive environments (see Technology for applying nanostructured metal coatings on rubber products / P.B. Grinberg [et al.] // Bulletin of Omsk University. - 2012. - No. 2 (64), pp. 249-252). The metal coating, carried out by the method of ion-plasma spraying, settles evenly on the surface of the elastomers. Rubbers coated with refractory metals have a higher wear resistance compared to the original ones. The increase in wear resistance occurs due to the fact that the coatings act as a solid lubricant.

К недостаткам аналога можно отнести сложный технологический процесс получения покрытия. Также в процессе эксплуатации при растяжении образцов происходит образование трещин и отслаивание антифрикционного защитного покрытия.The disadvantages of the analogue include a complex technological process for obtaining a coating. Also, during operation, when the samples are stretched, cracks form and the anti-friction protective coating peels off.

При создании двухслойного материала на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) и эластомеров были проведены исследования взаимодействия эластомеров на основе слабополярных каучуков, таких как: натуральный, бутадиен-метилстирольный марки СКМС-30, бутадиеновый марки СКД и изопреновый марки СКИ-3(см. RU №2052357, кл. B32B 25/08, опубл. 20.01.1996). При этом соединение СВМПЭ с эластомерами осуществлялось в процессе совместного горячего прессования.When creating a two-layer material based on ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) and elastomers, studies were carried out on the interaction of elastomers based on low-polarity rubbers, such as natural butadiene-methylstyrene grade SKMS-30, butadiene grade SKD and isoprene grade SKI-3 (see RU No. 2052357, class B32B 25/08, published 01/20/1996). In this case, the connection of UHMWPE with elastomers was carried out in the process of joint hot pressing.

Недостаток данного решения заключается в том, что разрушение при расслаивании происходит по границе раздела фаз, исходя из этого, можно предположить, что адгезионное взаимодействие между слоями недостаточно высокое.The disadvantage of this solution is that the destruction during delamination occurs along the phase boundary, based on this, it can be assumed that the adhesive interaction between the layers is not high enough.

Кроме того, известен способ получения двухслойного материала на основе СВМПЭ и эластомеров (см. RU №2072921, кл. B32B 25/08, опубл. 10.02.1997), где проведены исследования влияния адсорбционных сил на адгезию эластомеров с СВМПЭ, содержащего мелкодисперсные наполнители - мел, каолин и туф. В работе было установлено, что прочность связи эластомеров с СВМПЭ при расслоении варьировалось от 101 до 114 Н/см2 в зависимости от наполнителя, только у образца, где СВМПЭ наполнен 0,3 мас.% мела, разрушение происходит по резине.In addition, there is a known method for producing a two-layer material based on UHMWPE and elastomers (see RU No. 2072921, class B32B 25/08, publ. 10.02.1997), where studies were carried out on the effect of adsorption forces on the adhesion of elastomers with UHMWPE containing fine fillers - chalk, kaolin and tuff. It was found in the work that the bond strength of elastomers with UHMWPE during delamination varied from 101 to 114 N/cm 2 depending on the filler, only in the sample where UHMWPE is filled with 0.3 wt.% chalk, destruction occurs along the rubber.

Недостаток известного решения заключается в том, что разрушение при расслаивании происходит в целом по границе раздела фаз, что свидетельствует о недостаточной прочности адгезионного взаимодействия между слоями.The disadvantage of the known solutions lies in the fact that the destruction during delamination occurs as a whole along the phase boundary, which indicates insufficient strength of the adhesive interaction between the layers.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения двухслойного материала на основе СВМПЭ марки GUR 4120 молекулярной массой 5 млн. и промышленно выпускаемой резиновой смеси В-14 на основе бутадиен-нитрильного каучука марки БНКС-18, наполненного сверхвысокомолекулярным полиэтиленом марки GUR 4120 (см. RU №2615416, кл. C08C 4/00, C08L 33/18, C08K 5/01, B32B 25/16, опубл. 03.03.2017).The closest in technical essence is a method for producing a two-layer material based on UHMWPE brand GUR 4120 with a molecular weight of 5 million and industrially produced rubber compound V-14 based on nitrile rubber brand BNKS-18 filled with ultra-high molecular weight polyethylene brand GUR 4120 (see RU No. 2615416, class C08C 4/00, C08L 33/18, C08K 5/01, B32B 25/16, published 03.03.2017).

Недостатками известного технического решения являются низкая адгезионная прочность между СВМПЭ и эластомером, усложнение и удорожание технологического процесса изготовления за счет дополнительного введения СВМПЭ в эластомер, а также низкое сопротивление материала изгибу.The disadvantages of the known technical solution are the low adhesive strength between UHMWPE and the elastomer, the complexity and cost of the manufacturing process due to the additional introduction of UHMWPE into the elastomer, as well as the low bending resistance of the material.

Задача, на решение которой направлено заявленное решение, заключается в создания нового композиционного материала конструкционного назначения на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена, резины и металла.The task to be solved by the claimed solution is to create a new composite material for structural purposes based on ultra-high molecular weight polyethylene, rubber and metal.

Технический эффект, получаемый при решении поставленной задачи, выражается в получении трехслойного полимерметаллического материала, обладающего повышенным адгезионным взаимодействием между слоями.The technical effect obtained in solving the problem is expressed in obtaining a three-layer polymer-metal material with increased adhesive interaction between the layers.

Для решения поставленной задачи способ получения трехслойного композиционного материала на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена, резины и металла характеризуется тем, что создают поверхностный слой материала на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена марки GUR-4022, для чего, предварительно выполняют модификацию полиэтилена путем введения в слой полиэтилена усилителя межслойного адгезионного взаимодействия, в качестве которого используют дифенилгуанидин или каптакс или тетраметилтиурамдисульфид, при массовом соотношении компонентов, мас.%: сверхвысокомолекулярный полиэтилен - 98,0-99,5; модификатор - 0,5-2,0, полученный модифицированный полиэтилен направляют на формование в холодный пресс при давлении 10±0,3 МПа, где прессуют в течение не менее 5 мин, после чего, поверх формованного полиэтилена размещают слой резиновой смеси на основе изопренового каучука марки СКИ-3 и на резиновый слой накладывают металлическую основу, предварительно обработанную термореактивным адгезивом, предназначенным для склеивания резин на металлическую поверхность, например, клеем типа Chemosil 411, далее, сформированный пакет композиционного материала прессуют в горячем прессе при удельном давлении прессования 10±0,3 МПа, температуре прессования 150-180°C, при этом, продолжительность прессования зависит от технических условий, в завершающем этапе выгрузку отпрессованного готового изделия выполняют после охлаждения в прессе при давлении 10±0,3 МПа при достижении температуры материала не более 80°C.To solve the problem, the method for producing a three-layer composite material based on ultra-high molecular weight polyethylene, rubber and metal is characterized by the fact that a surface layer of material is created based on ultra-high molecular weight polyethylene of the GUR-4022 brand, for which, the modification of polyethylene is preliminarily performed by introducing an interlayer adhesive interaction enhancer into the polyethylene layer , which is used as diphenylguanidine or captax or tetramethylthiuram disulfide, with a mass ratio of components, wt.%: ultra-high molecular weight polyethylene - 98.0-99.5; modifier - 0.5-2.0, the resulting modified polyethylene is sent for molding into a cold press at a pressure of 10 ± 0.3 MPa, where it is pressed for at least 5 minutes, after which, a layer of rubber mixture based on isoprene is placed on top of the molded polyethylene. rubber grade SKI-3 and a metal base is applied to the rubber layer, pre-treated with a thermosetting adhesive designed for gluing rubbers on a metal surface, for example, with Chemosil 411 glue, then the formed composite material package is pressed in a hot press at a specific pressing pressure of 10 ± 0 .3 MPa, pressing temperature 150-180°C, while the duration of pressing depends on the technical conditions, in the final stage, the unloading of the pressed finished product is performed after cooling in the press at a pressure of 10 ± 0.3 MPa when the material temperature reaches no more than 80° C.

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, повышение надежности деталей узлов, обладающих демпфирующими свойствами и конструкционной прочностью, стойкостью к истиранию, воздействию углеводородных сред.The totality of the features of the invention provides a solution to the claimed technical problem, namely, increasing the reliability of the details of the nodes with damping properties and structural strength, resistance to abrasion, exposure to hydrocarbon media.

Известно, что при введении дифнилгуанидина (ДФГ) в резиновую смесь происходит образование прочного соединения СВМПЭ c эластомерами за счет появления химических связей на межфазной границе (см. Исследование влияния дифенилгуанидина на адгезионное взаимодействие эластомеров со сверхвысокомолекулярным полиэтиленом / А.А. Дьяконов [и др.] // СФУ. Техника и технологии. - 2019. - №4(12). - С.476-487). Добавление ДФГ в резиновую смесь позволяет изготавливать двухслойные материалы на основе СВМПЭ и резины с прочностью соединения превышающую когезионную прочность резины. Из чего следует, что на увеличение адгезионного взаимодействия между СВМПЭ и резиной оказывают влияние стандартные ускорители вулканизации.It is known that when diphnylguanidine (DPG) is introduced into the rubber compound, a strong connection of UHMWPE with elastomers occurs due to the appearance of chemical bonds at the interface (see Study of the effect of diphenylguanidine on the adhesive interaction of elastomers with ultra-high molecular weight polyethylene / A.A. Dyakonov [et al. ] // Siberian Federal University. Technics and technologies. - 2019. - No. 4 (12). - P. 476-487). The addition of DPG to the rubber compound makes it possible to produce two-layer materials based on UHMWPE and rubber with a bond strength exceeding the cohesive strength of rubber. From which it follows that the increase in adhesive interaction between UHMWPE and rubber is influenced by standard vulcanization accelerators.

Кроме того, известно, что в процессе вулканизации возможно образование прочного адгезионного соединения резины с металлом путем горячего крепления за счет появления химических связей на межфазной границе (см. Крепление к металлу наполненных и ненаполненных резин на основе комбинации каучуков связующими группы «ХЕМОСИЛ» / А.Б. Ветошкин [и др.] // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. - 2006. - Т. 49. - №10. - С.74-77; Клеи для многоразовой космической системы / А.П. Петрова [и др.] // Авиационные материалы и технологии. - 2013. - №1. - С.131-136). Данный метод получил широкое распространение благодаря своей технологической простоте, обеспечению динамической и температурной стойкости изделий.In addition, it is known that in the process of vulcanization it is possible to form a strong adhesive bond between rubber and metal by means of hot fastening due to the appearance of chemical bonds at the interface (see Fastening to metal of filled and unfilled rubbers based on a combination of rubbers with binders of the "CHEMOSIL" group / A. B. Vetoshkin [et al.] // Proceedings of higher educational institutions. Series: Chemistry and chemical technology. - 2006. - V. 49. - No. 10. - P. 74-77; Adhesives for a reusable space system / A.P. Petrova [et al.] // Aviation Materials and Technologies - 2013. - No. 1. - P. 131-136). This method is widely used due to its technological simplicity, ensuring the dynamic and thermal stability of products.

Заявленное техническое решение иллюстрируется чертежом, где на фигуре показана схема расположения слоев композиционного материала: А - слой СВМПЭ, Б - слой резины, В - слой металлической основы.The claimed technical solution is illustrated by a drawing, where the figure shows the layout of the composite material layers: A - UHMWPE layer, B - rubber layer, C - metal base layer.

В изобретении предложен способ создания трехслойного композиционного материала на основе СВМПЭ, эластомера и металла. Новый материал должен обладать, главным образом, высокой износостойкостью и конструкционной прочностью. СВМПЭ выполняет защитную функцию резины, предотвращая от преждевременного истирания и воздействия агрессивных углеводородных сред, резиновый слой выполняет демпфирующие свойства, металлический компонент выполняет каркасную функцию (см. чертеж). Сочетание уникальных свойств СВМПЭ, эластомеров и металлов позволяет создавать изделия, обладающие повышенной износостойкостью, агрессивостойкостью, демпфирующими свойствами и каркасной прочностью.The invention proposes a method for creating a three-layer composite material based on UHMWPE, elastomer and metal. The new material should mainly have high wear resistance and structural strength. UHMWPE performs the protective function of rubber, preventing premature abrasion and exposure to aggressive hydrocarbon media, the rubber layer performs damping properties, the metal component performs a frame function (see drawing). The combination of the unique properties of UHMWPE, elastomers and metals makes it possible to create products with increased wear resistance, aggressive resistance, damping properties and carcass strength.

В заявленном техническом решении крепление СВМПЭ, эластомера и металла производят одновременно в процессе совместного горячего прессования, что упрощает технологический процесс и способствует образованию прочного соединения между материалами.In the claimed technical solution, the fastening of UHMWPE, elastomer and metal is carried out simultaneously in the process of joint hot pressing, which simplifies the technological process and promotes the formation of a strong connection between materials.

Процесс создания трехслойного композиционного материала выполняется в 5 стадий:The process of creating a three-layer composite material is carried out in 5 stages:

- формование модифицированного порошка СВМПЭ в пресс-форме под давлением 10 МПа в течение 5 мин;- molding the modified UHMWPE powder in a mold under a pressure of 10 MPa for 5 min;

- укладка резиновой смеси поверх формованного порошка СВМПЭ;- laying the rubber mixture on top of the molded UHMWPE powder;

- укладка металла на резиновый слой, причем, поверхность металла предварительно обрабатывают специальным клеем;- laying the metal on the rubber layer, moreover, the metal surface is pre-treated with a special glue;

- горячее прессование в вулканизационном прессе пресс-формы со СВМПЭ, резиновой смесью и металлом; температура прессования 150-180°C, время прессования устанавливают в зависимости от технических условий;- hot pressing in a vulcanizing press molds with UHMWPE, rubber compound and metal; pressing temperature 150-180°C, pressing time is set depending on the technical conditions;

- охлаждение отпрессованного материала в прессе под давлением 10 МПа до достижения температуры не более 80°C.- cooling of the pressed material in a press under a pressure of 10 MPa until a temperature of no more than 80°C is reached.

Для экспериментальных работ по созданию нового трехслойного композиционного материала использовали сталь марки 45, в качестве резины - эластомер на основе каучука СКИ-3, полиэтилена - СВМПЭ марки Ticona GUR-4022 с молекулярной массой 5,3×106 г/моль. При этом соединение резины к металлу осуществляли при помощи клея Chemosil 411.For experimental work on the creation of a new three-layer composite material, steel grade 45 was used, as rubber - an elastomer based on rubber SKI-3, polyethylene - UHMWPE brand Ticona GUR-4022 with a molecular weight of 5.3 × 10 6 g/mol. In this case, the connection of rubber to metal was carried out using Chemosil 411 glue.

Для увеличения прочности адгезионного соединения между слоями эластомера и СВМПЭ в слой полиэтилена вводили модифицирующие добавки ДФГ (вариант 1), каптакса (вариант 2), тетраметилтиурамдисульфида (ТМТД, вариант 3). Состав композиций приведен в таблице 1.To increase the strength of the adhesive bond between the layers of elastomer and UHMWPE, modifying additives of DPG (option 1), captax (option 2), and tetramethylthiuram disulfide (TMTD, option 3) were introduced into the polyethylene layer. The composition of the compositions is shown in table 1.

Оценку адгезии между резиной и покрытием из СВМПЭ производили по величине силы, необходимой для отделения слоев друг от друга, для чего, использовали методику, описанную в ГОСТ 6768-75 «Метод определения прочности связи между слоями при расслоении».The adhesion between rubber and UHMWPE coating was assessed by the magnitude of the force required to separate the layers from each other, for which we used the technique described in GOST 6768-75 “Method for determining the bond strength between layers during delamination”.

Испытательные образцы имели форму прямоугольного параллелепипеда шириной (25,0±1,0) мм, толщиной (6,0±0,5) мм и длиной (80,0±1,0) мм. Испытательные работы проводили на универсальной испытательной машине Autograph AGS-JSTD (Shimadzu, Япония), обеспечивающей скорость перемещения подвижного зажима на уровне 50±5 мм/мин. Определение адгезии между металлом и резиной проводили в соответствии с ГОСТ 411-77. При этом от каждой партии отбирали не менее 3 образцов. В таблице 2 приведены результаты исследования адгезии между резиной на основе каучука СКИ-3 и СВМПЭ, наполненного ДФГ (вариант 1), каптаксом (вариант 2) и ТМТД (вариант 3), и между резиной и металлом.The test specimens had the shape of a rectangular parallelepiped with a width of (25.0 ± 1.0) mm, a thickness of (6.0 ± 0.5) mm and a length of (80.0 ± 1.0) mm. Testing was carried out on a universal testing machine Autograph AGS-JSTD (Shimadzu, Japan), providing a moving clamp travel speed of 50 ± 5 mm/min. Determination of adhesion between metal and rubber was carried out in accordance with GOST 411-77. At the same time, at least 3 samples were taken from each batch. Table 2 shows the results of a study of adhesion between rubber based on SKI-3 rubber and UHMWPE filled with DPG (option 1), Captax (option 2) and TMTD (option 3), and between rubber and metal.

Результаты экспериментальных исследований показывают, что введение ДФГ или каптакса или ТМТД в слой СВМПЭ приводит к увеличению прочности адгезионного соединения между слоями СВМПЭ и эластомера в 2,2-8,1 раза по сравнению с прототипом. При этом адгезия между поверхностью стального листа и резиной также на высоком уровне, удовлетворяющем эксплуатационные требования.The results of experimental studies show that the introduction of DPG or Captax or TMTD into the UHMWPE layer leads to an increase in the strength of the adhesive joint between the UHMWPE layers and the elastomer by 2.2-8.1 times compared to the prototype. At the same time, the adhesion between the surface of the steel sheet and the rubber is also at a high level, which satisfies the operational requirements.

Таблица 1 Table 1

Состав композицийThe composition of the compositions

No. СоставCompound СВМПЭUHMWPE ДФГDFG каптаксcaptax ТМТДTMTD 11 99,599.5 0,50.5 -- -- 22 99,599.5 -- 0,50.5 -- 33 99,599.5 -- -- 0,50.5 44 9999 11 -- -- 55 9999 -- 11 -- 66 9999 -- -- 11 77 9898 22 -- -- 88 9898 -- 22 -- 99 9898 -- -- 22

Таблица 2table 2

Результаты исследования адгезии между СВМПЭ, эластомером и металломResults of the study of adhesion between UHMWPE, elastomer and metal

Слой 1Layer 1 Слой 2 / Слой 3Layer 2 / Layer 3 Адгезия, НAdhesion, N Характер разрушенияThe nature of the destruction РезинаRubber СВМПЭ+0,5ДФГUHMWPE+0.5DFG 292292 Разрушение по резинеRubber failure РезинаRubber СВМПЭ+1ДФГUHMWPE+1DFG 353353 Разрушение по резинеRubber failure РезинаRubber СВМПЭ+2ДФГUHMWPE+2DFG 490490 Разрушение по резинеRubber failure РезинаRubber СВМПЭ+0,5каптаксUHMWPE+0.5 captax 317317 Разрушение по резинеRubber failure РезинаRubber СВМПЭ+1 каптаксUHMWPE+1 Captax 378378 Разрушение по резинеRubber failure РезинаRubber СВМПЭ+2 каптаксUHMWPE+2 Captax 184184 Разрушение по резинеRubber failure РезинаRubber СВМПЭ+0,5 ТМТДUHMWPE+0.5 TMTD 672672 Разрушение по резинеRubber failure РезинаRubber СВМПЭ+1 ТМТДUHMWPE+1 TMTD 670670 Разрушение по резинеRubber failure РезинаRubber СВМПЭ+2 ТМТДUHMWPE+2 TMTD 665665 Разрушение по резинеRubber failure ПрототипPrototype Резина В-14+СВМПЭRubber V-14+UHMWPE СВМПЭUHMWPE 8383 -- РезинаRubber Сталь марки 45Steel grade 45 243243 Разрушение по резинеRubber failure

Claims (1)

Способ получения трехслойного композиционного материала на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена, резиновой смеси и металла, причем используют резиновую смесь на основе изопренового каучука марки СКИ-3, характеризующийся тем, что создают поверхностный слой на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена марки GUR-4022, для чего предварительно выполняют модификацию полиэтилена путем введения в слой усилителя межслойного адгезионного взаимодействия, в качестве которого используют дифенилгуанидин, или каптакс, или тетраметилтиурамдисульфид, при массовом соотношении компонентов, мас.%: сверхвысокомолекулярный полиэтилен 98,0-99,5; модификатор 0,5-2,0, полученный модифицированный сверхвысокомолекулярный полиэтилен направляют на формование в холодный пресс при давлении 10±0,3 МПа, где прессуют в течение не менее 5 мин, поверх формованного полиэтилена размещают слой резиновой смеси и основу из стали марки 45, предварительно обработанную термореактивным клеем марки Chemosil 411, сформированный пакет композиционного материала прессуют в горячем прессе при давлении прессования 10±0,3 МПа, температуре прессования 150-180°С, выгрузку отпрессованного изделия выполняют после охлаждения в прессе при давлении 10±0,3 МПа при достижении температуры не более 80°С.A method for producing a three-layer composite material based on ultra-high molecular weight polyethylene, a rubber compound and metal, moreover, a rubber compound based on isoprene rubber grade SKI-3 is used, characterized in that a surface layer is created based on ultra-high molecular weight polyethylene grade GUR-4022, for which polyethylene is preliminarily modified by introducing into the layer an interlayer adhesive interaction enhancer, which is used as diphenylguanidine, or captax, or tetramethylthiuram disulfide, at a mass ratio of components, wt.%: ultra-high molecular weight polyethylene 98.0-99.5; modifier 0.5-2.0, the resulting modified ultra-high molecular weight polyethylene is sent for molding in a cold press at a pressure of 10 ± 0.3 MPa, where it is pressed for at least 5 minutes, a layer of rubber mixture and a base of steel grade 45 are placed on top of the molded polyethylene , pre-treated with Chemosil 411 thermosetting adhesive, the formed composite material package is pressed in a hot press at a pressing pressure of 10 ± 0.3 MPa, a pressing temperature of 150-180 ° C, the pressed product is unloaded after cooling in a press at a pressure of 10 ± 0.3 MPa when the temperature reaches not more than 80°C.
RU2021132810A 2021-11-11 Method for producing a three-layer composite material based on ultra-high molecular weight polyethylene, rubber and metal RU2797809C2 (en)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2021132810A RU2021132810A (en) 2023-05-11
RU2797809C2 true RU2797809C2 (en) 2023-06-08

Family

ID=

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2052357C1 (en) * 1992-04-23 1996-01-20 Акционерное общество открытого типа "Научно-исследовательский институт пластических масс им.Г.С.Петрова с Опытным московским заводом пластмасс" Composite material
RU2072921C1 (en) * 1992-12-14 1997-02-10 Научно-исследовательский институт пластических масс им.Г.С.Петрова с Опытным московским заводом пластмасс Composite material
US20060172131A1 (en) * 2005-02-01 2006-08-03 Curwood, Inc. Peelable/resealable packaging film
RU2397070C2 (en) * 2004-09-30 2010-08-20 АНСЕЛЛ ХЭЛТКЭА ПРОДАКТС ЭлЭлСи Polymer shell with laminate frame lining and method of its production
RU2401200C2 (en) * 2005-04-21 2010-10-10 Шоукор Лтд. Metal element with fixation-prone coat
RU98419U1 (en) * 2010-04-22 2010-10-20 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" RAIL SUPPORT AND RAILWAY SITE
RU164448U1 (en) * 2015-07-22 2016-08-27 Закрытое акционерное общество "Уральский завод полимерных технологий "Маяк" STEEL PIPE MODIFIED WITH MULTI-LAYER INSULATION "TSIM"
RU2615416C2 (en) * 2015-08-26 2017-04-04 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем нефти и газа Сибирского отделения Российской академии наук Surface-modified composite material
RU2641816C2 (en) * 2016-05-24 2018-01-22 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем нефти и газа Сибирского отделения Российской академии наук Method for applying protective film made of ultra-high molecular weight-polyethylene onto rubber

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2052357C1 (en) * 1992-04-23 1996-01-20 Акционерное общество открытого типа "Научно-исследовательский институт пластических масс им.Г.С.Петрова с Опытным московским заводом пластмасс" Composite material
RU2072921C1 (en) * 1992-12-14 1997-02-10 Научно-исследовательский институт пластических масс им.Г.С.Петрова с Опытным московским заводом пластмасс Composite material
RU2397070C2 (en) * 2004-09-30 2010-08-20 АНСЕЛЛ ХЭЛТКЭА ПРОДАКТС ЭлЭлСи Polymer shell with laminate frame lining and method of its production
US20060172131A1 (en) * 2005-02-01 2006-08-03 Curwood, Inc. Peelable/resealable packaging film
RU2401200C2 (en) * 2005-04-21 2010-10-10 Шоукор Лтд. Metal element with fixation-prone coat
RU98419U1 (en) * 2010-04-22 2010-10-20 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" RAIL SUPPORT AND RAILWAY SITE
RU164448U1 (en) * 2015-07-22 2016-08-27 Закрытое акционерное общество "Уральский завод полимерных технологий "Маяк" STEEL PIPE MODIFIED WITH MULTI-LAYER INSULATION "TSIM"
RU2615416C2 (en) * 2015-08-26 2017-04-04 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем нефти и газа Сибирского отделения Российской академии наук Surface-modified composite material
RU2641816C2 (en) * 2016-05-24 2018-01-22 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем нефти и газа Сибирского отделения Российской академии наук Method for applying protective film made of ultra-high molecular weight-polyethylene onto rubber

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A.A.Dyakonov ET AL. Research of the Effect of Diphenylguanidine on the Adhesive Interaction of Elastomers with Ultrahigh Molecular Weight Polyethylene. Journal of Siberian Federal University. Engineering&Technologies, 2019, 12(4), pp. 476-487. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chen et al. Improvement of shear strength of aluminium-polypropylene lap joints by grafting maleic anhydride onto polypropylene
RU2344151C2 (en) Adhesive polymer composite material, method of production thereof, product keeping its shape and hermetic or adhesive composition containing mentioned composite material
EP2788444B1 (en) Water-based adhesives
EP3656817B1 (en) Sheet moulding compound (smc), process for its manufacturing and hybrid material containing molded smc
JP6800330B2 (en) Pneumatic tire with sealant layer and air barrier layer
WO2013048207A2 (en) Film for tire inner liner and manufacturing method thereof
Mühlhan et al. Improvement of bonding properties of polypropylene by low-pressure plasma treatment
RU2797809C2 (en) Method for producing a three-layer composite material based on ultra-high molecular weight polyethylene, rubber and metal
Kapica et al. Enhancing adhesive joints between commercial rubber (SBS) and polyurethane by low-pressure plasma surface modification
Bragaglia et al. Influence of organic modified silica coatings on the tribological properties of elastomeric compounds
US3979543A (en) Article having a poly(arylene sulfide) coating and method of producing
JPH03133631A (en) Compound member consisting of metal and rubber and its manufacturing method
RU2780107C1 (en) Two-layer composite material based on ultrahigh molecular polyethylene and elastomer
Nikiforova et al. Estimation of the adhesion strength of rubber-metal bonds
EP0465365A1 (en) Thermoplastic composition comprising an ethylene-maleic anhydride copolymer and industrial articles made from said composition
US3331804A (en) Rubber cement comprising e.p.d. rubber and a para-nonyl substituted phenolaldehyde novolak resin
Sundermann et al. Influence of the mixture viscosity on mechanical anisotropy and processability of an NBR-based rubber mixture for additive manufacturing
Dyakonov et al. Investigation of the diphenylguanidine effect on the adhesive interaction of ultra-high molecular weight polyethylene with an elastomer based on isoprene rubber
Susanto et al. Studies on the curing, tensile and adhesion characteristics of cushion gum to carcass in truck retreaded tires: the effect natural rubber types
RU2641816C2 (en) Method for applying protective film made of ultra-high molecular weight-polyethylene onto rubber
CN219360531U (en) Recoverable biodegradable transparent composite film material structure
JPS591548A (en) Rubber composition
EP0426244A1 (en) Process for the preparation of objects comprising at least a layer of polyethylene and an elastomeric layer, as well as objects that can be obtained by this process
JPS59106948A (en) Method of molding and vulcanizing tire and other rubber article
RU2809502C1 (en) Composition of rubber mixture based on combination of general purpose rubbers (options)