Исследование теплофизических свойств бронзофторопластовых композитов, полученных на различных режимах взрывной обработки

И.В. Сергеев, аспирант 2 курса; П.А. Бессонов, магистрант 2 курса

Руководители: д.т.н., проф. Н.А. Адаменко; к.т.н., доц. А.В. Казуров

ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный технический университет»

E-mail: mvpol@vstu.ru

Композиционные материалы (КМ) на основе фторопласта-4 (Ф-4), наполненные бронзой (до 30 %) являются перспективными антифрикционными материалами. Применение взрывной обработки (ВО) при получении данных КМ позволяет повысить их эксплуатационные свойства. Поэтому целью работы являлось изучение влияния интенсивности ВО на теплофизические свойства: термический коэффициент объемного расширения (ТКОР, ) и коэффициент теплопроводности () КМ на основе Ф-4, содержащих от 10 до 30 % об. дисперсной бронзы. При ВО КМ давление в ударном фронте (Р) варьировали от 0,1 до 0,6 ГПа. Объемное тепловое расширение КМ определялось на установке термомеханического анализа ТМИ-1, теплопроводность измерялась на установке КИТ-02Ц «Теплофон».

Установлено, что более интенсивная ВО, при которой реализуются повышенные ударные давления (Р = 0,4 - 0,6 ГПа) позволяет получать КМ с меньшим тепловым расширением, особенно при температурах выше температуры плавления Ф-4 (327 С) и более высоким , чем при ВО с низкими ударными давлениями (Р = 0,1 - 0,3 ГПа). Например, ТКОР при температурах 350 и 415 С снижается с 87 - 100 до 63 - 94·10^-5 1/^оС при увеличении Р с 0,1 - 0,3 до 0,4 - 0,6  ГПа, при этом  (22 С) повышается до 1,6 - 3,5 Вт/м∙К (Р = 0,4 - 0,6 ГПа). Это связанно с тем, что при более интенсивных режимах ВО КМ обеспечивается более высокое адгезионное взаимодействие между полимером и металлом за счет усиления активационных процессов. В результате при нагреве КМ металлическая фаза препятствует тепловому перемещению макромолекул и их сегментов, что проявляется в снижении ТКОР КМ. Повышение теплопроводности при более интенсивной ВО также связано с усилением адгезионного взаимодействия компонентов КМ, что обеспечивает соединение макромолекул полимера через металлическую фазу, в результате теплопередача преимущественно идет по цепям главной валентности полимера, которая обладает значительно меньшим сопротивлением, по сравнению с ван-дер-ваальсовыми связями, где теплопередача осуществляется путем переброса фононов между разными макромолекулами.

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ № 13-03-00344.

Армирование резиновых смесей нитью Арселон

А.С. Скорина, студент 5 курса

Руководители: к.т.н., доц. О.В. Асташкина; аспирант Е.П. Ширшова

ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна»

E-mail: a-jour@inbox.ru

Нить Арселон обладает уникальными свойствами: высоким кислородным индексом, прочностью нити при одновременно высоком разрывном удлинении и высокой термической устойчивости, низким коэффициентом трения, низкой усадкой при высоких температурах. Армирование арселоновой нитью резиновых смесей позволяет повысить износостойкость резины.

Взаимодействие нити с матрицей должно обеспечивать высокую реализацию механических свойств нити в армированном материале и его монолитность. Для этого необходимо: хорошая смачиваемость нити связующим; высокая адгезия между нитью и матрицей.

Данная работа заключалась в модификации нити Арселон с целью получения прочной адгезионной связи между нитью и резиной.

Была отработана методика получения армированных резиновых блоков. Арселоновая нить обрабатывалась разными способами – ацетоном, бензином, низкотемпературной плазмой, специальными адгезивами, проводились термоокислительная и электрохимическая обработки.

Были получены данные по прочности связи нитей Арселон с резиной. Разброс результатов оказался от 40 до 110 Н. Лучшие результаты были получены: при пропитке нити серой (привес 50 %) – 72 Н, при термообработке нити 420 ºС – 72 Н, при пропитке нити раствором Na₂S₂O₃ – 78 Н, при обработке плазмой – до 90 Н, а также при обработке нити бензином – до 110 Н. Эти результаты сравнимы с данными, полученными при армировании резины вискозным кордом, что являлось эталоном.