Модифицированные эластомерные материалы на основе бутадиен-нитрильных каучуков с улучшенными эксплуатационными свойствами

• Автор: Врублевская, Юлия Ибремовна
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 140 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Бутадиен-нитрильные каучуки

1.2 Трение высокоэластических материалов

1.3 Зависимость свойств эластомерных материалов от условий эксплуатации

1.4 Способы модификации эластомерных материалов для улучшения фрикционных характеристик

2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Объекты исследования

2.2 Методы исследования

3 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1 Изучение физико-механических и фрикционных свойств производственных эластомерных материалов на основе БНКС разных марок для производства уплотнительных изделий
3.2 Изучение влияния объемного способа модификации на вязкостные и физикомеханические свойства производственных эластомерных материалов на основе БНКС-28АН
3.3 Изучение влияния адсорбционно-абсорбционного и комбинированного способа модификации на физико-механические свойства производственных эластомерных материалов на основе БНКС-28АН
3.4 Изучение фрикционных свойств эластомерных материалов на основе БНКС-28АН, модифицированных ПАВ
3.5 Изучение адсорбции ПАВ. Параметры оценки эффективности ПАВ как антифрикционного модификатора. Установление взаимосвязи, предельной адсорбции Гт, площади занимаемой одной молекулой ПАВ У,, с коэффициентом трения/и износом /

3.6 Прогнозирование срока работоспособности эластомерных уплотнительных изделий модифицированных ПАВ
3.7 Разработка технологического процесса производства эластомерных
уплотнительных изделий с улучшенными фрикционными свойствами
3.8 Проведение стендовых испытаний уплотнительных изделий с улучшенными фрикционными свойствами
3.9 Изучение влияния комбинированного способа модификации на физикомеханические и фрикционные свойства производственных эластомерных материалов на основе БНКС-18АН, БНКС-40АН и ИВЯ-25ЬН
4 ВЫВОДЫ
5 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Акт о внедрении метода прогнозирования работоспособности
эластомерных материалов модифицированных ПАВ
Приложение 2. Акт об опытно-промышленном изготовлении партии манжет с
улучшенными фрикционными показателями
Приложение 3. Акт о внедрении комбинированного способа модификации
Приложение 4. Акт исследования состояния амортизаторов АВ 51 после
ресурсных испытаний

ВВЕДЕНИЕ
Диссертация посвящена решению важной научной и технической проблемы, имеющей большое народно хозяйственное значение — разработке и созданию новых эластомерных материалов и организации их промышленного производства.
Для нефтяной, газовой, авиационной, автомобильной и других отраслей промышленности необходимы уплотнительные эластомерные материалы и изделия, работающие в условиях низких и высоких температур, характеризующиеся высокой износостойкостью, стойкостью к эксплуатационным средам и низким значением коэффициента трения скольжения. Применяемые в настоящее время эластомерные материалы не обеспечивают весь комплекс требований, предъявляемых к уплотнительным изделиям, используемым в подвижных узлах и механизмах. На практике, при использовании эластомерных материалов в узлах трения, возникают проблемы, связанные с неудовлетворительными фрикционными показателями эластомеров, а также с их недостаточными высокотемпературными и низкотемпературными характеристиками. Например, фторполимеры, обладающие наилучшими фрикционными и высокотемпературными свойствами, не обеспечивают необходимый низкотемпературный предел работоспособности изделия. Кроме того, они дороги и сложны в переработке. Эластомерные материалы на основе бутадиен-нитрильных каучуков, имея существенные преимущества по сравнению с фторполимерами в области низких температур, в технологии переработки и по стоимости, без дополнительной модификации обладают высоким коэффициентом трения по металлу и недостаточной теплостойкостью, что не позволяет обеспечить необходимый комплекс эксплуатационных показателей.
Поэтому разработка новых эластомерных материалов с улучшенными фрикционными и физико-механическими свойствами является важной технологической, технико-экономической и экологической проблемой, имеющей большое народнохозяйственное значение.

слоя, поверхность эластомерного материала достигает значений, характерного для немодифицированного.
Известен ряд работ, [97-102] где показана эффективность использования элементарного фтора для модификации поверхности полимерных материалов, в том числе эластомеров [99-105]. Установлено, что фторирование позволяет существенно (в 2-6 раз) снизить коэффициент трения.
Все перечисленные методы поверхностной модификации обычно приводят к образованию тонкого поверхностного слоя, который играет важную роль в начальный промежуток времени работы изделия, а затем постепенно может срабатываться под воздействием жестких условий эксплуатации.
Комбинированная модификация
Повысить износостойкость эластомерных материалов и улучшить их фрикционные свойства можно путем совместного использования методов введения модификаторов на стадии изготовления эластомерных композиций (объемная модификация) и фторирования (поверхностная модификация). Данный способ позволяет частично компенсировать некоторые недостатки каждого отдельного взятого способа обработки для улучшения комплекса фрикционных свойств эластомерных материалов.
В работах [58,104] изучена возможность повышения износостойкости и улучшение фрикционных свойств эластомерных материалов на основе бутадиен-нитрильных каучуков путем комбинированной модификации. В качестве объемных модификаторов использовались фторсодержащие соединения: фторированный полиэфир, фторированный спирт-теломер, продукт «Ро1у1топ», дисперсия частиц ПТФЭ в моторном масле в количестве 0,5-5,0 м.ч. В качестве способа поверхностной модификации выбран процесс фторирования элементарным фтором. Время фторирования - 3,6 и 24 час.
Комбинированный метод модификации позволяет значительно снизить начальное значение коэффициента трения (в 4-8 раз) и уменьшить его стационарное значение (не ниже 0,2). Существенное влияние комбинированный