Разработка и исследование самосмазывающихся армированных эпоксидофторопластов и технологии их получения методом намотки

• Автор: Отмахов, Дмитрий Валентинович
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Хабаровск
• Количество страниц: 156 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Армированные полимерные композиционные материалы

конструкционного и триботехнического назначения

1.2. Системный подход к проблеме разработки, исследования и

внедрения триботехнических полимерных композиционных материалов

1.3. Особенности технологии намотки композиционных

материалов
1.4. Выводы по главе
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-РАСЧЕТНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ, ИЗГОТАВЛИВАЕМЫХ МЕТОДОМ РАДИАЛЬНОЙ НАМОТКИ
2.1. Экспериментальная установка для исследования радиальной намотки полимерных композиционных
материалов 39
2.2. Определение и исследование структурных и прочностных параметров армирующих тканей
2.3. Построение математической модели процесса намотки
2.4. Определение структурных характеристик намоточных полимерных композиционных материалов
2.5. Экспериментально-расчетный метод исследования полимерных композиционных материалов, армированных
хлопчатобумажными тканями
2.6. Выводы по главе
ГЛАВА 3. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ
НАМОТОЧНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ
МАТЕРИАЛОВ
3.1. Материалы и образцы для испытаний
3.2. Технология получения армированных эпоксидофторопластов методом намотки
3.3. Методы исследования полимерных композиционных материалов, полученных намоткой
3.3.1. Методы исследование физико-химических свойств
3.3.2. Методы исследования механических свойств ПКМ
3.3.3. Методы исследования триботехнических свойств
3.3.4. Методы исследования структурных параметров АЭФ
3.3.5. Статистические методы обработки
экспериментальных данных
3.4. Выводы по главе
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ АРМИРОВАННЫХ ЭПОКСИДОФТОРОПЛАСТОВ МЕТОДОМ НАМОТКИ
4.1. Исследование влияния вида ткани на свойства материалов
4.2. Влияние натяжения ткани в процессе намотки на параметры полимерных композиционных материалов
4.3. Исследование влияния эпоксидного связующего на свойства полимерных композиционных материалов
4.4. Результаты триботехнических исследований
4.5. Изучение влияния технологических факторов и антифрикционных наполнителей на параметры АЭФ методом планирования эксперимента
4.6. Исследование структуры армированных эпоксидофторопластов полученных намоткой
4.6.1. Анализ микроструктуры материалов
4.6.2. Анализ структуры поверхности
4.7. Выводы по главе
ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ АРМИРОВАННЫХ
ЭПОКСИДОФТОРОПЛАСТОВ
5.1. Разработка самосмазывающихся подшипников
на основе АЭФ
5.2. Исследование прочности клеевых соединений полимерных Композиционных материалов с металлами
5.3. Результаты лабораторных и производственных испытаний
СПС на основе МАС-ЗХБН
5.4. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ
АЭФ - армированные эпоксидофторопласты
ГС-1 - антифрикционный графит марки ГС
МАС - материал антифрикционный самосмазывающийся
МАС-ЗХБН - материал антифрикционный самосмазывающийся,
армированный хлопчатобумажной тканью, полученный методом намотки
МоБ2 - дисульфид молибдена
ПКМ - полимерный композиционный материал
ПТФЭ - политетрафторэтилен
ПЭПА - полиэтиленполиамин
СВ - стекловолокно
СПС - самосмазывающийся подшипник скольжения
СТ - стеклоткань
Ф-4 - фторопласт
ХБ - хлопчатобумажная ткань
ЭС - эпоксидно-диановая смола
ЭФ - эпоксидофторопласты
ЭФ ЛАСТ - группа материалов МАС, армированных тканями
А - площадь контакта поверхностей номинальная, мм2
Э - диаметр, мм
Е - модуль упругости, МПа
Б - сила трения, Н
Гт - сила натяжения ткани, Н
/- коэффициент трения
g - ускорение свободного падения м/с2
1ц - массовая износостойкость, км/мг
НВ - твердость по Бринеллю, МПа
Ь - путь трения, м
N - число циклов

Одним из важнейших технологических параметров в процессе формования является степень уплотнения волокнистых наполнителей [82, 83]. Методы и приемы уплотнения волокнистых наполнителей зависят от вида технологии и технологической оснастки и оборудования. Прочностные и деформативные свойства волокнистых наполнителей являются одновременно важнейшими характеристиками и требуют внимательного изучения при разработке технологического и аппаратурного оформления процессов формования изделий из пластиков методом намотки. Формование изделий связано с пропиткой волокнистых наполнителей связующими. На скорость пропитки и производительность процесса формования в целом влияют многие факторы, в числе которых существенная роль отводится проницаемости наполнителей. Проницаемость является технологической характеристикой каждого наполнителя, зависящей от природы волокон, их ориентации и степени уплотнения. Техническая характеристика нитей, жгутов, холстов и тканей содержит, как правило, такие параметры, как разрывная нагрузка Рразр и плотность р [138]
Достигаемая в процессе намотки степень уплотнения наполнителя на оправке определяется его натяжением. Давление на цилиндрическую оправку ц связано с усилием натяжения ленты Ртк при прямой радиальной намотке
где т - количество слоев, г — радиус оправки, Ь — ширина ленты (для нитей и жгутов, плотно упаковываемых в пределах слоя, - Ь — шаг намотки).
Предварительное натяжение армирующего материала при радиальной намотке вызывает уплотнение наполнителя в композиционном материале. Повышенная прочность намотанных пластиков связана с созданием предварительного натяжения волокон в композиции. При этом она связана с обеспечением степени уплотнения армирующих наполнителей, обеспечивающих, например, в стеклопластиках - до 95% прочности [4, 75].