Исследование триботехнических свойств полимерных материалов с наполнителями, обработанными плазмой тлеющего разряда

• Автор: Терентьев, Владимир Викторович
• Шифр специальности: 05.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 150 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Е ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Существующие пластмассовые антифрикционные материалы

на основе полимеров (ПАМ)

1.2. Достоинства и недостатки ПАМ. Существующие методы

повышения прочностных и антифрикционных свойств ПАМ

1.3. Модификация полимерных материалов с помощью низкотемпературной плазмы тлеющего разряда

1.3.1. Физико - химические эффекты плазменного травления

1.3.2. Влияние плазмохимического травления на

технологические свойства полимеров
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
2.1. Выбор материалов для исследований
2.2. Описание экспериментальной установки
2.3. Методика изготовления образцов для исследований
2.4. Методика измерения краевого угла смачивания
2.5. Методика исследования износостойкости
2.6. Методика определения физико-механических
характеристик выбранных материатов
2.7. Методика определения водопоглощения исследованных
материалов
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1. Изучение влияния параметров низкотемпературной
плазмохимической обработки на адгезионные
свойства полимерных материалов

3.2. Влияние плазмохимической обработки на физико - механические характеристики
выбранных материалов
3.3. Влияние плазмохимической обработки на
триботехническиие свойства выбранных материалов
3.3.1. Влияние параметров плазмохимической обработки на антифрикционные свойства выбранных полимерных
материалов и их композиций
3.3.2. Влияние плазмохимической обработки на
износостойкость выбранных материаюв
3.4. Влияние плазмохимической обработки на водопоглощение
выбранных материалов
4. СТЕНДОВЫЕ ИСПЫТАНИЯ ДЕТАЛЕЙ И
АПРОБАЦИЯ ИССЛЕДОВАННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ В
МАШИНОСТРОЕНИИ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Создание новой энергонасыщенной техники предъявляет повышенные требования к материалам узлов трения, определяющих надежность и долговечность работы машин и механизмов.
При этом традиционные конструктивные и технологические решения с использованием общепринятых материалов пар трения в новых условиях оказываются не всегда эффективными.
Повысить надежность можно созданием принципиально новых материалов, отличных от традиционных, или улучшением общепринятых, с помощью новых технологий обработки и получения материалов.
Наиболее перспективными в этом ракурсе являются полимерные антифрикционные материалы и композиции на их основе. Подбирая состав композиций можно значительно улучшить определенные свойства материала, необходимые для конкретных условий эксплуатации. Вопросам создания композиционных антифрикционных материалов на основе полимеров большое внимание уделяли Крагельский И. В., Белый В. А., Свириденок А. П., Альшиц И. Я., Чичинадзе А. В., Гаркунов Д. Н. и др.
Однако и композиционные материалы не всегда в полной мере отвечают требованиям эксплуатации узла трения. Поэтому композиционные полимерные антифрикционные материалы дополнительно модифицируют для повышения их долговечности и надежности. Одним из наиболее перспективных способов улучшения свойств материалов триботехнического назначения является модифицирование материалов с помощью плазмы тлеющего разряда.
Данный способ отличает высокая технологичность, экономичность и экологичность. Необходимо отметить, что процесс плазмохимического модифицирования, вследствие сложности и многоканальное еще недостаточно изучен. Большой вклад в изучение взаимодействия низкотемпературной плазмы с поверхностью полимерных материалов внесли

активных частиц при относительно низкой температуре поверхности [69]. Анализ изменений химического состава и структуры столь тонких слоев вызывает затруднения.
Основными методами получения информации являются методы инфракрасной и фотоэлектронной спектроскопии. Авторы работы [77] обобщили сведения по изменению химического состава и структуры поверхности в ходе плазмохимической обработки. Необходимо отметить, что при плазмохимической обработке в тонком поверхностном слое полимера образуются кислородсодержащие группы [89].
Так, плазмохимическая обработка ПЭ, ПП, ПС в среде 02 сопровождается
образованием карбонильных групп, эфирных связей и кислородных мостиков О- I I |
(—Сх ; ~ С~ О" ; -р-О-О-С^- ), принадлежит атомам кислорода
[90 ... 92].
В работах [93; 94] исследовано образование спиртовых гидроксильных групп при воздействии на полимер плазмы воздуха.
Проведенные исследования образования кислородсодержащих групп при воздействии на полиолефины активной зоны тлеющего разряда в кислороде и его послесвечения позволили установить, что процесс окисления связан с действием УФ излучения плазмы, атомов кислорода и возбужденных метастабильных молекул в состоянии Ь^Х ё [75; 77]. Образование
кислородсодержащих групп при плазменной обработке полимеров является наиболее изученным. Вместе с тем необходимо отметить, что методом ИК спектроскопии в полиэтилене, обработанном в плазме аммиака, найдены нитрильные группы [95]. Это представляет особый интерес, так как образовагше на поверхности значительного количества азотсодержащих функциональных групп при обработке полимеров в плазме азота довольно проблематично. Это связано с тем, что в молекуле азота высока энергия связи атомов и вследствие этого степень диссоциации его в условиях тлеющего разряда обычно не