Разработка композиционных материалов с полиамидной матрицей и химически-активным пластификатором

• Автор: Типугин, Антон Александрович
• Шифр специальности: 05.16.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 131 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. Антифрикционные композиционные материалы
с полиамидной матрицей и их компоненты
1.1 Анализ использования композиционных материалов (КМ)
с полиамидной матрицей в трибологических системах
1.2. Пластификация - как метод повышения антифрикционных
свойств полиамидов
1.3. Полиорганосилоксановые жидкости в качестве смазочных
масел и пластификаторов
1.4. Йод и его соединения в качестве антифрикционных
компонентов смазочных материалов и КМ
1.5.Выводы, постановка цели и задачи исследований
2. Исследования процессов образования твердых смазочных
материалов - иодидов, оксидов и гидроксид-оксидов железа
2.1. Объекты исследований
2.2. Аналитические исследования химического действия
йода на железо
2.3. Структурные исследования гидроксид-оксидов железа
2.4. Выводы
3. Аппаратура, методики, объекты исследований КМ и его
компонентов
3.1. Машины трения и методики проведения трибологических
испытаний
3.2. Аппаратура и методики определения физико-механических
характеристик
4. Трибологические испытания полиорганосилоксановых
пластификаторов с присадкой йода
4.1. Объекты исследований
4.2. Проведение испытаний и обсуждение полученных
результатов
4.3. Рентгеноструктурные исследования продуктов износа
4.4. Выводы
5. Технологический процесс изготовления КМ - “Маслянит-И”

оптимизация его состава и параметров переработки
5.1. Технологический процесс изготовления КМ
5.2. Определение оптимального состава КМ
5.3. Оптимизация температурных режимов переработки
6. Экспериментальные исследования триботехнических и 96 теплофизических характеристик материала “Маслянит-И”
6.1. Трибологические испытания
6.2. Теплофизические испытания
6.3. Выводы
7. Обсуждение полученных результатов и промышленная 102 реализация КМ “Маслянит-И”
7.1.0 механизме трения материала “Маслянит-И”
Промышленная реализация
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
1. Технические условия на материал “Маслянит-И”
2. Акт внедрения

ВВЕДЕНИЕ
Одним из путей выхода страны из тяжелого экономического кризиса является поддержка и развитие отраслей техники, вносящих реальный доход в бюджет РФ. К таким отраслям относится нефтегазовый комплекс - остающийся на настоящее время крупнейшим производителем углеводородного сырья, так как Россия по своим запасам нефти занимает седьмое место в мире, а по запасам газа - первое.
Дальнейшее развитие нефтяной и газовой промышленности связано с освоением месторождений в районах с холодным климатом, а также месторождений с высоким пластовым давлением и содержанием сероводорода и углекислого газа. Отсутствие надежных и долговечных конструкций устьевого фонтанного оборудования для данных сред сдерживает освоение крупных месторождений нефти и газа. Одновременно безопасная и безаварийная работа всех объектов нефтегазового комплекса невозможна без простой в эксплуатации и надежной в работе запорной арматуры, подшипники и опоры скольжения которой, во многих случаях, изготавливаются из нержавеющих сталей и титановых сплавов.
Сокращение объемов буровых работ, продолжающееся естественное “старение” бывших крупных месторождений, замедленный поиск и ввод новых являются объективными причинами роста значимости каждой действующей скважины. В то же время, невозможность применения традиционного способа добычи с использованием глубинных штанговых насосов из-за большого содержания парафинов в нефти стала причиной простоя более половины нефтяных скважин на промыслах Уренгойского газоконденсатного месторождения. В целях увеличения добычи нефти на промыслах УГКМ внедряются современные способы добычи нефти.
Для продления срока работы скважины в мировой и отечественной промысловой практике применяются разнообразные механизированные способы добычи нефти. Среди них второе место после глубинных штанговых насосов, занимает газлифтный способ. Для малодебитных скважин, доля которых постоянно увеличивается, эффективность добычи этим способом значительно возрастает с переходом на работу плунжерным лифтом. Обусловлено это сокращением потерь жидкости при ее подъеме с забоя на поверхность и эффективным использованием для подъема давления природного газа.

радикалов субстрата. Установлено также, что смазочные свойства полиоргано-силоксанов с повышением вязкости улучшаются. Фактически на поверхности полиамида образуется двухслойная смазка, состоящая из мягкого покрытия и слоя высокой вязкости, мало меняющего свою вязкость с изменением температуры. Все это создает условия, когда в контакте реализуется квазигидродинами-ческий режим трения [108].
Дальнейшие исследования, проводимые в ОКТБ “Орион”, подтвердили правильность гипотезы об образовании тонкой пленки полимера нового типа, обладающего высокими антифрикционными свойствами при трении полиамида по стали в среде полиорганосилоксановых жидкостей [25]. Это позволило разработать группу самосмазывающихся материалов “Маслянит” с полиамидной матрицей в которой в качестве пластификатора использовались полиорганоси-ликсаны а также смазочные материалы на их основе [25, 41, 69].
Исследовании процессов пластификации полиамидов ПА6 и 66 органоси-локсаном показали, что при трении происходит обогащение поверхности полиамида кремнийорганическим пластификатором, приводящее к улучшению смазывающих свойств материала. Наблюдается резкое снижение интенсивности выделения продуктов трибоокисления, гидролиза амидной связи, скорости деполимеризации и соответствующее повышение износостойкости материала [37].
Авторы работы [109] показали что, для улучшения антифрикционных свойств алифатических полиамидов можно пластифицировать их различными инертными полиорганосилоксановыми жидкостями и маслами, не изменяющими химическую структуру полимера, а лишь создающими на его поверхностях тонкий смазочный слой. Это позволяет снизить и стабилизировать коэффициент трения, однако не всегда способствует повышению износостойкости и нередко приводит к снижению физико-механических свойств полиамидов. Показано, что высокий и нестабильный коэффициент трения алифатических полиамидов определяется не только процессами физической адгезии, но и характером трибо-