Модифицированные антифрикционные материалы на основе политетрафторэтилена: получение, свойства и применение в машиностроении

• Автор: Рогов, Виталий Евдокимович
• Шифр специальности: 05.16.09
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 297 с. : ил.

1.1. Фторопласт4 универсальный антифрикционный материал

1.2. Способы модификации ПТФЭ

1.3. Наполненные фторопласты.

1.3.1. Применяемые наполнители.

1.3.2. Антифрикционные свойства

1.4. Перспективы создания свинецсодержащих фторопластовых композиций

1.5. Металлофторонластовые материалы.

1.6. Малонаполненныс фторопласты

1.7. Модификация ПТФЭ термостойкими полимерами.

1.7.1. Полимерные смеси

1.8. Применение фторопластовых материалов в узлах трения

1.9. Выводы к главе 1
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1. Объекты исследования
2.1.1. Политетрафторэтилен.
2.1.2. Свинецсодержащис наполнители
2.1.3. Термостойкие полимеры.
2.1.4. Армирующий элемент бронзолатунная сетка.
2.2. Технология прессования изделий из ПКМ на основе ПТФЭ со свинецсодержащими наполнителями.
2.3. Технология спекания изделий из ПКМ на основе ПТФЭ со
. свинецсодержащими наполнителями
2.4. Технология получения полимерполимерных покрытий
2.5. Технология армирования слоя сетки неориентированной полимерной пленкой на вальцах.
2.6. Технология термической обработки листовых армированных фторопластовых пластин
2.7. Технология термической обработки листовых армированных фторопластовых лент.
2.8. Технология получения дисперсного свинцового наполнителя
2.9. Методики исследований.
2.9.1 Исследование деформационнопрочностных свойств ПКМ
на основе ПТФЭ со свинецсодержащими наполнителями.
2.9.2. Исследование триботехнических характеристик ПКМ на основе ПТФЭ со свинецсодержащими наполнителями
2.9.3. Определение микротвердости.
2.9.4. Другие методики исследований.
2 Статистическая обработка экспериментальных данных.
2 Выводы по главе 2.
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ
КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ, СОДЕРЖАЩИХ СВИНЕЦ И ЕГО СОЕДИНЕНИЯ В КАЧЕСТВЕ НАПОЛНИТЕ Л ЕЙ
3.1. Получение ПКМ на основе ПТФЭ со свинецсодержащими наполнителями
3.2. Прочностные свойства композиций при растяжении.
3.3. Деформационные свойства композиций при растяжении
3.4. Закономерности протекания термохимических реакций во фторопластовых композициях со свинецсодержащими наполнителями
3.5. Анализ результатов механических испытаний
3.6. Триботехнические свойства композиций.
3.6.1. Сравнительная износостойкость и коэффициент трения
при кратковременных испытаниях композиций.
3.6.2. Исследования фторопластовых композиций наполненных свинцовым порошком.
3.6.3. Влияние технологической добавки дисульфида молибдена на механические и трибо технические свойства композиций, наполненных диоксидом свинца.
3.6.4. Длительные испытания на износостойкос ть
3.7. Исследование механизма процесса фения композиций со свинецсодержащими наполнителями.
3.8. Выбор контртел для ПКМ на основе ПТФЭ со свинецсодержащими наполнителями.
3.9. Влияние материала контртела на триботехнические свойства свинецсодержащих композиций.
3 Выводы по главе 3.
ГЛАВА 4. МЕТАЛЛОФТОРОПЛАСТОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ
4.1. Биметаллические антифрикционные материалы
4.2. Металлофторопластовые материалы
4.3. Листовой армированный фторопластовый материал ЛАФМ.
4.3.1. Выбор пористых армирующих элементов.
4.3.2. Выбор способа заполнения пористого слоя сетки полимером
4.3.3. Процессы, протекающие при спекании полимерного слоя в сетчатом пространстве армированного материала
4.4. Износостойкие свойства листовых армированных фторопластовых материалов.
4.5. Расчет изменения конфигурации и площади контакта в
процессе эксплуатации.
4.6. Определение несущей способности ЛАФМ.
4.7. Выводы но главе 4
с
ГЛАВА 5. ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕН, 1МОДИФИЦИРОВАННЫЙ
ТЕРМОСТОЙКИМИ ПОЛИМЕРАМИ
5.1. Термостойкие полимеры
5.2. Поверхностная модификация ПТФЭ.
5.2.1. Выбор оптимальной вязкости раствора полимеров.
5.2.2. Особенности получения изделий с легированным поверхностным слоем
5.3. Физикомеханические свойства полимерполимсрньтх
покрытий
5.4. Триботехнические свойства легированных покрытий
5.5. Получение фторопластовых изделий с полимерноли мерным покрытием в заданный размер.
5.6. Выводы по главе 5
ГЛАВА 6. И С П ОЛ ЬЗО ВАНР1Е МОДИФИЦИРОВАННЫХ ПКМ НА
ОСНОВЕ ПТФЭ В МАШИНОСТРОЕНИИ
6.1. Рекомендации по применению свинецсодержащих наполнителей во фторопластовых изделиях.
6.2. Композиционный материал КВН3
6.3. Листовые армированные фторопластовые материалы.
6.4. Фторопластовые уплотнения с легированным поверхностным слоем.
6.5. Результаты практического применения и перспективы использования .
6.6. Выводы но главе 6
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Мизрович показал, что коэффициент трения фторопласта зависит от нагрузки и существенно снижается при возрастании последней. А. Семенов и В. Поздняков считают, что коэффициент зрения фторопласта по стали постоянен при различной нагрузке и равен 0,9. У других авторов отмечается 4, , , что при испытаниях на машинах с различными схемами зрения при низких скоростях скольжения 0, ммс фторонласт4 при зрении без смазки но стали и но фторонласту4 имеет стабильный коэффициент трения, как правило, не превышающий 0,0,. Коэффициент сухого трения фторпласта4 даже в очень высоком вакууме при низкой скорости скольжения находится в этих же пределах , что свидетельствует о том, что низкий коэффициент зрения присущ природе самого фтороиласта4 . Следует отметить, что свойственное фторопласту4 низкое значение коэффициента сухого трения сохраняется только при низких скоростях скольжения, так как с увеличением скорости от нескольких миллимезров в секунду до 0,,0 мс коэффициент трения по стали без смазки и по фторопласту4 повышается и может достичь значений 0,,, в зависимости от условий трения, , . При таком разбросе значений коэффициента фения возможное, объяснение определяется не только различием в условиях эксперимента, но и особенностями технологического изготовления материалов, в частности, закалке, определяющей степень кристалличности 1. Существенное влияние на трение ПТФЭ оказывает температура. Снижение температуры от 3 до 3 К приводит к заметному росту коэффициента фения . Повышение температуры вызывает уменьшение коэффициента фения лишь при температуре выше 3 К коэффициент трения увеличивается до относительно высоких значений. Однако наряду с названными уникальными свойствами фторопласт обладает и рядом отрицательных характеристик, зафудняющих использование его в качестве конструкционного материала. Прежде всего, сюда следует отнести ползучесть в литературе встречаются также такие выражения хладотекучесть, псевдотекучесть, текучесть на холоду материала, г. При растяжении ползучесть проявляется уже под нафузкой в 3 МПа при нормальной температуре. При одноосном сжатии эта величина несколько больше, но быстро падает с повышением температуры. Фактор ползучести является главным при определении допустимых нагрузок на фторопластовые детали в конструкциях. Другой особенностью фторопласта является очень высокий коэффициент линейного расширения, аномально изменяющийся в широких пределах в зависимости от температуры. Термические расширения фторопластовых деталей должны учитываться и компенсироваться конструкцией узла трения. И, наконец, политетрафторэтилен, обладая низким коэффициентом трения, имеет, тем не менее, очень малую износостойкость при сухом фении, особенно при повышенных скоростях скольжения , . Так, износ ПТФЭ при фении в раз больше, чем капролона, полиамида, полиэтилена. В связи с этим ПТФЭ в чистом виде нашел применение только в качестве неподвижных уплотнений, манжет, защитных колец. С целью ослабления ползучести, уменьшения диапазона изменения коэффициента теплового линейного расширения и, особенно, для повышения износостойкости ПТФЭ в России и за рубежом создан целый класс специальных материалов наполненных фторопластов, относящихся к группе полимерных самосмазывающихся антифрикционных материалов. В настоящее время в целом наполнение рассматривают как физикохимическую модификацию матрицы, проявляющуюся в структурировании полимера на самых различных уровнях организации, при этом большое значение имеет выбор наполнителя. Наряду с наполнением полимерной матрицы мелкодисперсными наполнителями разработаны и другие способы модификации фторопласта4, главная цель которых увеличение эксплуатационных свойств ПТФЭ. Далее рассмотрим существующие способы модификации ПТФЭ. Способы . Для более эффективного и широкого применения ПТФЭ как сам полимер, так и его поверхность модифицируют всевозможными способами. Модификация это направленное изменение или преобразование материала, характеризующееся появлением новых свойств. Обычно ПТФЭ модифицируют при помощи различных химических и физических методов рис. Рис.