Повышение эффективности структурной модификации политетрафторэтилена скрытокристаллическим графитом путем ограничения теплового расширения при спекании

• Автор: Егорова, Виктория Александровна
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 156 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. НАПОЛНЕНИЕ КАК МЕТОД МОДИФИКАЦИИ ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕНА

1.1. Структура и свойства политетрафторэтилена как полимерной основы композитов триботехнического назначения
1.2. Влияние дисперсных наполнителей - модификаторов на структуру и свойства частично-кристаллических полимеров
1.3. Особенности структуры и свойств скрытокристаллического графита -модификатора политетрафторэтилена
1.4. Обоснование выбора технологического способа повышения эффективности структурной модификации политетрафторэтилена

1.5. Выводы, цель и задачи исследования

2. МЕТОДЫ И МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Объекты исследования

2.2. Общая характеристика методов исследования структуры материалов
2.2.1. Рентгеноструктурный анализ
2.2.2. Микроскопия
2.3. Методы и средства исследования физических, механических и триботехнических свойств
2.3.1. Методы определения плотности наполнителя и полимерных композиционных материалов
2.3.2. Методы определения размеров частиц наполнителя
2.3.3. Определение механических и триботехнических свойств
2.3.4. Методы изучения вязкоупругих свойств
2.4. Выводы
3. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Исследование морфологии частиц; фазового, дисперсного составов и кристаллической структуры скрытокристаллического графита
3.2. Результаты оптического и электронно-микроскопического анализа политетрафторэтилена и материалов на его основе
3.3. Результаты рентгеноструктурного анализа
3.4. Плотность и пористость композиций
3.5. Анализ результатов исследования вязкоупругих свойств
3.6. Влияние наполнителя на механические и триботехнические свойства композитов и их взаимосвязь со структурой
3.7. Структурные особенности, определяющие эффективность модификации политетрафторэтилена в отношении механических и триботехнических свойств
3.8. Выводы
4. ВЛИЯНИЕ ОГРАНИЧЕНИЯ ТЕПЛОВОГО РАСШИРЕНИЯ МАТЕРИАЛА В ПРОЦЕССЕ СПЕКАНИЯ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ СТРУКТУРНОЙ МОДИФИКАЦИИ
4. 1.Постановка задачи моделирования контактного взаимодействия частиц полимера и наполнителя в процессе спекания композиционного материала на основе политетрафторэтилена
4.2. Метод конечных элементов как метод расчета напряженно-
деформированного состояния спекаемого материала
4.3. Модель вязкоупругого материала
4.4. Зависимость коэффициента линейного термического расширения политетрафторэтилена от температуры
4.5. Методика разработки математической модели напряженно-
деформированного состояния дисперснонаполненного политетрафторэтилена при его спекании с использованием программного комплекса АИЬУЬ
4.6. Результаты решения задачи напряженно-деформированного состояния заготовки ПКМ в процессе нагревания и их анализ
4.7. Особенности формирования структуры полимерных композиционных материалов при спекании в условиях ограничения теплового расширения
4.8. Особенности формирования структуры композитов при свободном спекании
4.9. Результаты исследования и практическое применение изучаемых полимерных композиционных материалов
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
Список использованных сокращений
ПТФЭ - политетрафторэтилен
СКГ - скрытокристаллический графит
ПКМ - полимерные композиционные материалы
ГУ — герметизирующие устройства
НДС - напряженно-деформированное состояние
ИЗС - искусственные зародыши структурообразования
КЛТР - коэффициент линейного термического расширения
МКЭ — метод конечных элементов

модействия частиц наполнителя и полимера и получения высококачественного материала необходимо дополнительное усилие прессования при спекании заготовки [2, 8], что и обеспечивают зажимы при ее тепловом расширении.
При синтезе ПКМ в зажимах реализуются процессы формирования надмолекулярной структуры в условиях значительного сближения частиц СКГ и ПТФЭ не только при прессовании композиции, но и при ее спекании. Образцы, полученные при спекании в прессформах под давлением, имеют более высокую износостойкость, чем образцы, полученные при обычно используемом свободном спекании [2]. Это объясняется меньшим количеством дефектов в материале (пор, несплошностей и т.п.) [2]. Образцы, изготовленные по данной технологии, имеют улучшенные свойства (меньшую пористость, большие прочность и плотность) [б].
Кроме указанных способов спекания для изготовления ПКМ используется спекание заготовок в замкнутом объеме: горячее прессование [100]. При этой технологии спрессованная заготовка помещается в специальную матрицу - прессформу, окруженную мощной нагревательной спиралью и изолирующей «водяной рубашкой». В процессе нагревания заготовки вместе с печью и прессформой до температуры спекания и последующего контролируемого водяного охлаждения конструкции необходимо постоянное динамичное регулирование прикладываемого давления. Технологические режимы изготовления материала по указанной технологии трудно реализуемы на производстве в силу критических по технике безопасности условий, низкой (по сравнению со свободным спеканием) производительностью и чрезвычайной трудоемкостью. Вместе с тем, по сравнению с материалами, изготовленными по технологии спекания в зажимах, свойства ПКМ улучшаются, но не кардинально, а сложность реализации технологии горячего прессования не позволяет обеспечить воспроизводимость свойств образцов разных партий. Поэтому применение технологии горячего прессования для усиления структур-