Розробка органопластиків на основі ароматичного поліаміду, дослідження їх експлуатаційних характеристик та можливості застосування

Автор(и)

  • Anna-Mariia Tomina Дніпровський державний технічний університет вул. Дніпробудівська, 2, м. Кам’янське, Україна, 51900, Україна https://orcid.org/0000-0001-5354-0674
  • Yekaterina Yeriomina Дніпровський державний технічний університет вул. Дніпробудівська, 2, м. Кам’янське, Україна, 51900, Україна https://orcid.org/0000-0001-8595-5735
  • Viktor Terenin Всеросійський науково-дослідний інститут полімерних волокон, з дослідним заводом вул. Колонцова, 5, м. Митищі, Росія, 141009, Російська Федерація https://orcid.org/0000-0002-8444-7146

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.176698

Ключові слова:

фенілон, поліамід, органічне волокно, лола, органопластики, термостійкість, хімічна стійкість, структурування, трибовузли

Анотація

Великими можливостями для підвищення довговічності вузлів тертя машин і механізмів характеризуються полімерні композиційні матеріали зміцнені органічними волокнами. Дані композити з успіхом конкурують з кольоровими металами та їх сплавами, а в деяких випадках й перевершують полімерні та металеві аналоги за своїми властивостями. У зв’язку з цим досліджено виплив органічного волокна лола на експлуатаційні показники ароматичного поліаміду фенілон марки С-1 та можливість застосування розроблених полімерних композиційних матеріалів.

Експериментальними дослідженнями підтверджено, що армування фенілону органічним волокном лола в кількості 5–15 мас. % призводить до покращення його експлуатаційних характеристик. Це обумовлено впорядкуванням надмолекулярної структури базового полімеру внаслідок введення органічного волокна. Так, на межі поділу «фенілон-наповнювач» чітко спостерігається трансформація глобулярної структури в’яжучого у фібрилярну. Це призводить до позитивного ефекту: збільшуються енергія руйнування (у 1,5 рази) та хімічна стійкість (у 1,1–1,36 при витримці у 5 % HCl та 1,27–1,6 у 10 % HCl). При цьому слід зазначити, що розроблені органопластики стійкі при температурі 673 K, в той час як вихідний полімер починає інтенсивно деструктувати вже при 400 K. Зокрема встановлено, що при подальшому збільшенні масової частки наповнювача дані показники погіршується, що обумовлено недостатньою адгезією між наповнювачем та в’яжучим.

Використання органічного волокна лола (в кількості 5–15 мас. %) дає змогу отримати композити з покращеними експлуатаційними характеристиками: підвищеними термічними та хімічними показниками, високою стійкістю до дії ударних навантажень. Таким чином, є підстави стверджувати про перспективність застосування волокна лола як наповнювача для композитів. Органопластик із оптимальним вмістом волокна (15 мас. %) рекомендовано для виготовлення деталей трибовузлів сучасного обладнання натомість кольоровим металам та їх сплавам завдяки достатньо високим експлуатаційним властивостям

Біографії авторів

Anna-Mariia Tomina, Дніпровський державний технічний університет вул. Дніпробудівська, 2, м. Кам’янське, Україна, 51900

Науковий співробітник

Кафедра фізики конденсованого стану

Yekaterina Yeriomina, Дніпровський державний технічний університет вул. Дніпробудівська, 2, м. Кам’янське, Україна, 51900

Старший науковий співробітник

Кафедра фізики конденсованого стану

Viktor Terenin, Всеросійський науково-дослідний інститут полімерних волокон, з дослідним заводом вул. Колонцова, 5, м. Митищі, Росія, 141009

Старший науковий співробітник

Посилання

  1. Solomentseva, A. V., Fadeeva, V. M., Zhelezina, G. F. (2016). Antifriction organoplastics for heavy loaded sliding friction units of aircraft structures. Aviation Materials and Technologies, 2, 30–34. doi: https://doi.org/10.18577/2071-9140-2016-0-2-30-34
  2. Burya, A. I., Yeriomina, Y. A. (2016). The effect of various metallic filling materials on the wear resistance of aromatic-polyamide-based composite materials. Journal of Friction and Wear, 37 (2), 151–154. doi: https://doi.org/10.3103/s1068366616020033
  3. Kulagina, G. S., Zhelezina, G. F., Levakova, N. M. (2019). Antifriction organoplastics for high-loaded friction knots. Proceedings of VIAM, 2, 89–96. doi: https://doi.org/10.18577/2307-6046-2019-0-2-89-96
  4. Buria, O. I., Yeromina, K. A., Lysenko, O. B., Konchyts, A. A., Morozov, O. F. (2019). Polimerni kompozyty na osnovi termoplastychnykh viazhuchykh. Dnipro: Seredniak T.K., 239.
  5. Baurova, N. I., Makarov, K. A. (2017). Machining of Machine Elements Made of Polymer Composite Materials. Russian Metallurgy (Metally), 2017 (13), 1141–1144. doi: https://doi.org/10.1134/s0036029517130043
  6. Scaffaro, R., Maio, A. (2019). Influence of Oxidation Level of Graphene Oxide on the Mechanical Performance and Photo-Oxidation Resistance of a Polyamide 6. Polymers, 11 (5), 857. doi: https://doi.org/10.3390/polym11050857
  7. Matyas, A. (2018). Influence of Graphite Additives on Mechanical, Tribological, Fire Resistance and Electrical Properties in Polyamide 6. Tehnički Vjesnik, 25 (4), 1014–1019. doi: https://doi.org/10.17559/tv-20160702212234
  8. Silva, M. R., Pereira, A. M., Alves, N., Mateus, G., Mateus, A., Malça, C. (2019). Development of an Additive Manufacturing System for the Deposition of Thermoplastics Impregnated with Carbon Fibers. Journal of Manufacturing and Materials Processing, 3 (2), 35. doi: https://doi.org/10.3390/jmmp3020035
  9. Wang, Z., Ni, J., Gao, D. (2017). Combined effect of the use of carbon fiber and seawater and the molecular structure on the tribological behavior of polymer materials. Friction, 6 (2), 183–194. doi: https://doi.org/10.1007/s40544-017-0164-8
  10. Gao, X., Yu, W., Zhang, X., Zhang, J., Liu, H., Zhang, X. (2019). Facile Fabrication of PA66/GO/MWNTs-COOH Nanocomposites and Their Fibers. Fibers, 7 (8), 69. doi: https://doi.org/10.3390/fib7080069
  11. Volpe, V., Lanzillo, S., Affinita, G., Villacci, B., Macchiarolo, I., Pantani, R. (2019). Lightweight High-Performance Polymer Composite for Automotive Applications. Polymers, 11 (2), 326. doi: https://doi.org/10.3390/polym11020326
  12. Burya, А. I., Tomina, А.-М. V., Volnyanko, E. N., Terenin, V. I. (2018). Investigation of the thermophysical properties of organoplastics based on phenylon reinforced by lola fiber. Polymer Materials and Technologies, 4 (4), 72–77. doi: https://doi.org/10.32864/polymmattech-2018-4-4-72-77
  13. Burya, O. I., Naberezhnaya, O. A., Terenin, V. I., Tomina, A. M. V. (2015). Tribological characteristics of organic plastics based on phenylone. Problems of friction and wear, 3, 51–55.
  14. Shul'deshova, P. M., Zhelezina, G. F. (2014). An influence of atmospheric conditions and dust loading on properties of structural organic plastics. Aviatsionnye materialy i tehnologi, 1, 64–68.
  15. Kolesnikov, I. V., Byeli, A. V., Myasnikova, N. A., Myasnikov, Ph. V., Kravchenko, Y. V., Novikov, E. S. (2012). The multilayered antifriction nanostructured covering for lubrication in thehigh-gravity loaded friction units. Ehkologicheskiy vestnik nauchnyh tsentrov Chernomorskogo ehkonomicheskogo sotrudnichestva, 2, 34–41.
  16. Boccardi, S., Boffa, N. D., Carlomagno, G. M., Del Core, G., Meola, C., Monaco, E. et. al. (2019). Lock-In Thermography and Ultrasonic Testing of Impacted Basalt Fibers Reinforced Thermoplastic Matrix Composites. Applied Sciences, 9 (15), 3025. doi: https://doi.org/10.3390/app9153025
  17. Raskatov, V. M. (1980). Mashinostroitel'nye materialy. Moscow, 512.
  18. Kataeva, V. M., Popova, V. A., Sazhina, B. I. (Eds.) (1975). Spravochnik po plasticheskim massam. Vol. 2. Moscow: Himiya, 568.
  19. Cherkasova, N. G., Burya, A. I. (2011). Reaktoplasty, haoticheski armirovannye himicheskimi voloknami. Dnepropetrovsk, 234.
  20. Buria, O. I., Naberezhna, O. O., Tomina A.-M. V., Terenin V. I. (2015). Pat. No. 105957 UA. Heatproof composition. MPK F16C 19/00. No. u201510084; declareted: 15.10.2015; published: 11.04.2016, Bul. No. 7.
  21. Lipatov, Yu. S. (1980). Mezhfaznye yavleniya v polimerah. Kyiv: Naukova Dumka, 260.
  22. Kargin, V. A. Slonimskiy, G. L., Sogolova, T. I. (1966). Svyaz' nadmolekulyarnoy struktury s mehanicheskimi svoystvami polimerov. 22nd Annual Technical Conference: Technical papers SPE. Montreal, 12, 43.
  23. Karpinos, D. M., Oleynik, V. I. (1981). Polimery i kompozitsionnye materialy na ih osnove v tehnike. Kyiv: Naukova Dumka, 180.
  24. Shitova, I. Yu., Samoshina, E. N., Kislitsyna, S. N., Boltyshev, S. A. (2015). Sovremennye kompozitsionnye stroitel'nye materialy. Penza: PGUAS, 136.
  25. Zuev, Yu. S. (1972). Razrushenie polimerov pod deystviem agressivnyh sred. Moscow: Himiya, 229.
  26. Bazhenov, S. L. (2014). Mehanika i tehnologiya kompozitsionnyh materialov. Dolgoprudniy: Intellekt, 328.
  27. Danilova, S. N., Okhlopkova, A. A., Gavrilieva, A. A., Okhlopkova, T. A., Borisova, R. V., Dyakonov, A. A. (2016). Wear resistant polymer composite materials with improved interfacial interaction in the system “polymer – fiber”. Vestnik Severo-Vostochnogo federal'nogo universiteta im. M. K. Ammosova, 55 (5), 80–92.

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-08-22

Як цитувати

Tomina, A.-M., Yeriomina, Y., & Terenin, V. (2019). Розробка органопластиків на основі ароматичного поліаміду, дослідження їх експлуатаційних характеристик та можливості застосування. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(12 (100), 16–22. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.176698

Номер

Том 4 № 12 (100) (2019): Матеріалознавство

Розділ

Матеріалознавство

Ліцензія

Авторське право (c) 2019 Anna-Mariia Tomina, Yekaterina Yeriomina, Viktor Terenin

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.