Изменение структуры и свойств модифицированного политетрафторэтилена под воздействием модулированных ультразвуковых колебаний тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.09, кандидат наук Путинцев Виталий Юрьевич

• Путинцев Виталий Юрьевич
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Путинцев Виталий Юрьевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО РАЗРАБОТКЕ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕНА

1.1 Основные направления исследований полимерных композиционных материалов на основе политетрафторэтилена

1.2 Повышение механических свойств и триботехнических характеристик методом структурной модификации

1.3 Физические методы модификации полимерных композиционных материалов

1.4 Термическая обработка полимерных композиционных материалов на основе политетрафторэтилена

1.5 Механические и трибологические свойства полимерных композиционных материалов на основе политетрафторэтилена

1.6 Выводы

ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ И МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

2.1 Объекты исследования

2.2 Методы и средства исследования структуры полимерных материалов

2.3 Методы и средства исследования механических свойств

2.4 Методы и средства исследования триботехнических характеристик

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РЕЖИМА ПРЕССОВАНИЯ

3.1 Физико-математическая модель воздействия ультразвуковых колебаний с низкочастотной модуляцией на политетрафторэтилен при его синтезе

3.2 Экспериментальное определение технологического режима прессования

3.3 Выводы

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ С НИЗКОЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННОГО ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕНА

4.1 Влияние ультразвуковых колебаний с низкочастотной модуляцией на структуру, механические и трибологические свойства политетрафторэтилена модифицированного гексагональным нитридом бора

4.2 Влияние ультразвуковых колебаний с низкочастотной модуляцией на структуру, механические и трибологические свойства политетрафторэтилена модифицированного углеродными нанотрубками

4.3 Влияние ультразвуковых колебаний с низкочастотной модуляцией на структуру, механические и трибологические свойства КВН-3

4.4 Выводы

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Изменение структуры и свойств модифицированного политетрафторэтилена под воздействием модулированных ультразвуковых колебаний»

Актуальность работы.

Развитие современной техники гражданского и военного назначения неразрывно связано с применением новых полимерных композиционных материалов (ПКМ), используемых для изготовления деталей узлов трения (подшипников скольжения, втулок, манжет). Наиболее перспективными композиционными материалами, работающими в металлополимерных узлах трения, являются композиты на основе политетрафторэтилена (ПТФЭ).

Механические и антифрикционные свойства политетрафторэтилена существенно зависят от удельного давления, скорости скольжения, температуры и шероховатости поверхности в месте контакта «полимер - металл». ПТФЭ обладает низким коэффициентом трения (0,04) при скоростях скольжения не более 0,01 м/с, увеличение скорости скольжения приводит к возрастанию коэффициента трения и интенсивности массового изнашивания ПТФЭ, что негативно влияет на эксплуатационные характеристики изделий.

Основными направлениями улучшения физико-механических и трибологических свойств полимерных композиционных материалов на основе ПТФЭ являются: введение различных модификаторов в полимерную матрицу, измельчение и перемешивание компонентов, специальные методы прессования, изменение режимов термической обработки.

Несмотря на уже разработанные технологии изготовления композитов, достичь существенного улучшения механических и антифрикционных свойств возможно лишь разработкой новых способов активации компонентов непосредственно при синтезе полимерных композиционных материалов.

Известно несколько способов активации компонентов композиционного материала непосредственно при прессовании, это виброформование, взрывное и ультразвуковое прессование. При применении данных способов наблюдается целый ряд физических и химических явлений, приводящих к интенсификации

процессов изготовления, а также к улучшению трибологических свойств готовых изделий.

Перспективным способом повышения механических свойств и триботехнических характеристик является введение энергии ультразвуковых колебаний с одновременно наложенной низкочастотной модуляцией, в результате чего в полимерном композите наблюдается изменение морфологии надмолекулярной структуры, степени кристалличности и размера кристаллитов, влияющее на эксплуатационные свойства готовых изделий.

Поскольку влияние ультразвуковых колебаний с одновременно наложенной низкочастотной модуляцией при синтезе композита на структуру, деформационно-прочностные и трибологические свойства полимерных композиционных материалов на основе политетрафторэтилена еще не изучалось, исследования в этой области являются, безусловно, актуальными.

Степень разработанности темы диссертации.

На сегодняшний день большое количество научных работ посвящено разработке технологий изготовления, исследованию и производству ПКМ. В Российской Федерации научные исследования проводятся в Бийском технологическом институте АлтГТУ им. И.И. Ползунова (г. Бийск), в Волгоградском государственном техническом университете (г. Волгоград), в Институте элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН (г. Москва), в Омском государственном техническом университете (г. Омск), в Институте физики прочности и материаловедения СО РАН (г. Томск), в Томском политехническом университете (г. Томск), в Институте проблем нефти и газа СО РАН (г. Якутск), Северо-Восточном федеральном университете имени М.К. Аммосова (г. Якутск) и др.

Значительный вклад в изучение способов повышения физико-механических свойств и триботехнических характеристик полимерных композиционных материалов на основе политетрафторэтилена внесли: Н.А. Адаменко, О.А. Адрианова, В.А. Белый, А.В. Виноградова, О.В. Кропотин, Ю.К. Машков, А.А.

Охлопкова, И.М. Соболь, Т.С. Стручкова, В.И. Суриков, С.В. Панин, П.Н. Петрова, Ю.М. Плескачевский, С.В. Шилько и др.

Анализ работ вышеперечисленных ученых и других исследователей показывает, что применение различных наполнителей-модификаторов и множество разных технологических способов, способствует получению новых ПКМ на основе ПТФЭ с улучшенными физико-механическими свойствами и триботехническими характеристиками.

В качестве антифрикционных наполнителей используют дисперсные порошки неорганических веществ, имеющих слоистую кристаллографическую решетку. К ним относятся графит, дисульфид молибдена, диселениды металлов, а также нитрид бора, иодистый кадмий и другие. В качестве упрочняющих наполнителей применяют молотый кокс, стеклянные, полимерные и углеродные волокна и нанотрубки, порошки различных металлов.

Перспективные наполнители-модификаторы (углеродные нанотрубки, гексагональный нитрид бора) значительно улучшают деформационно-прочностные и пластические свойства ПКМ, снижают коэффициент трения, повышают износостойкость, что неоднократно было доказано в научной зарубежной и отечественной литературе.

Несмотря на значительный объем данных, накопленных в результате многочисленных исследований, применение различных наполнителей и способов модификации полимеров, на сегодняшний день не изученным является влияние ультразвукового прессования с одновременно наложенной низкочастотной модуляцией на структуру и свойства модифицированного ПТФЭ.

Цель диссертационной работы.

Повышение эксплуатационных свойств модифицированного политетрафторэтилена за счет применения ультразвукового энергетического воздействия и одновременно наложенной низкочастотной модуляции при прессовании композиционной смеси.

Для достижения поставленной цели определены следующие задачи:

1. Разработать физико-математическую модель влияния ультразвуковых колебаний с одновременно наложенной низкочастотной модуляцией на деформационно-тепловое состояние образца при прессовании ПТФЭ.

2. Определить рациональные параметры технологического режима ультразвукового прессования с одновременно наложенной низкочастотной модуляцией.

3. Определить рациональные концентрации наполнителей и исследовать влияние технологических режимов прессования на механические свойства и триботехнические характеристики модифицированного ПТФЭ.

4. Изучить влияние технологических режимов прессования на формирование надмолекулярной структуры ПКМ на основе ПТФЭ.

5. Провести исследования рационального технологического режима ультразвукового прессования с одновременно наложенной низкочастотной модуляцией на материале КВН-3 применяемом на производстве АО НТК «Криогенная техника».

Научная новизна работы.

1. Установлены закономерности изменения надмолекулярной структуры ПКМ на основе ПТФЭ модифицированного нитридом бора 5 масс. % в результате воздействия при прессовании ультразвуковых колебаний с одновременно наложенной низкочастотной модуляцией, заключающиеся в уменьшении размера кристаллитов на 14 %, что свидетельствует об увеличении количества кристаллитов и более равномерном их распределении по объему образца.

2. Показано, что применение ультразвуковых колебаний с низкочастотной модуляцией в технологическом режиме прессования, при изготовлении ПКМ на основе ПТФЭ модифицированного нитридом бора 5 масс. % обеспечивает повышение предела прочности композиционных материалов на 11 %, модуля упругости на 19 % и снижение интенсивности массового изнашивания на 39 %.

3. Установлены закономерности изменения надмолекулярной структуры ПКМ на основе ПТФЭ модифицированного углеродными нанотрубками 1,5 масс. %, заключающиеся в увеличении степени кристалличности на 7 % при ультразвуковом прессовании с одновременно наложенной низкочастотной модуляцией.

4. Применение ультразвуковых колебаний с низкочастотной модуляцией при прессовании ПТФЭ модифицированного углеродными нанотрубками 1,5 масс. % способствует увеличению предела прочности на 10 %, модуля упругости на 15 % и снижению интенсивности массового изнашивания на 12 %.

Практическая ценность работы.

1. Предложен способ изготовления изделий из композиционных материалов на основе политетрафторэтилена, заключающийся в использовании при прессовании композиционной смеси ультразвуковых колебаний с наложением низкочастотной модуляции с частотой от 50 до 500 Гц (патент № 2707361).

2. Определен рациональный режим ультразвукового прессования, частотой ультразвуковых колебаний 17 кГц с одновременно наложенной низкочастотной модуляцией 100 Гц, давлением прессования 80 МПа, временем прессования 60 секунд обеспечивающий повышение эксплуатационных свойств ПКМ.

3. Результаты работы использованы в учебном процессе в ФГАОУ ВО «Омский государственный технический университет» в учебных дисциплинах «Ультразвуковая обработка материалов», «Физические методы модифицирования материалов» по направлениям подготовки 22.03.01 и 22.04.01 «Материаловедение и технологии и материалов».

4. Рассматривается внедрение в технологический процесс изготовления композитов на основе фторопласта-4 результатов исследования рационального технологического режима прессования полимерных композиционных материалов с применением ультразвукового воздействия частотой 17 кГц и одновременно наложенной низкочастотной модуляцией 100 Гц на предприятии АО НТК «Криогенная техника».

Теоретическая значимость.

Теоретическая значимость полученных в работе результатов заключается в расширении знаний о влиянии ультразвукового прессования с одновременно наложенной низкочастотной модуляцией на структуру, механические и трибологические свойства полимерных композиционных материалов на основе политетрафторэтилена.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Физико-математическая модель влияния ультразвуковых колебаний с одновременно наложенной низкочастотной модуляцией на деформационно-тепловое состояние образца при прессовании ПТФЭ.

2. Применение ультразвуковых колебаний с одновременно наложенной низкочастотной модуляцией в технологическом режиме прессования, при изготовлении исследуемых ПКМ на основе ПТФЭ обеспечивает повышение предела прочности, модуля упругости и снижение интенсивности массового изнашивания.

3. Введение 5 масс. % гексагонального нитрида бора и 1,5 масс. % многостенных углеродных нанотрубок в политетрафторэтилен повышают механические свойства и триботехнические характеристики полимерного композиционного материала.

Степень достоверности результатов.

Достоверность полученных экспериментальных результатов обеспечивалась сравнением результатов, полученных с использованием современных методов и средств исследований, с известными данными и согласованностью между собой. Обоснованность научных положений, обобщенных результатов и выводов подтверждается общепринятыми и экспериментальными данными.

Личный вклад автора.

Автор диссертации принимал непосредственное участие в выборе модификаторов, усовершенствовании стенда для прессования композиционных материалов, изготавливал образцы ПКМ, проводил основные научные, теоретические и экспериментальные исследования.

Обработка, анализ и обобщение экспериментальных результатов, формулировка научных положений и выводов, написание научных статей выполнены автором самостоятельно либо при его непосредственном участии.

Апробация работы.

Основные результаты проведенных исследований докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

«Техника и технология нефтехимического и нефтегазового производства», 12-я Международная научно-техническая конференция (г. Омск, 2022); «Новые полимерные композиционные материалы. Микитаевские чтения», XVII Международная научно-практическая конференция (г. Нальчик, 2021); «Техника и технологии машиностроения», X Международная научно-техническая конференция (г. Омск, 2021); «Техника и технология нефтехимического и нефтегазового производства», 11 -я Международная научно-техническая конференция (г. Омск, 2021); «Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества», Материалы VIII международной конференции с элементами научной школы для молодежи (г. Суздаль, 2020); «Техника и технологии машиностроения», IX Международная научно-техническая конференция (г. Омск, 2020); «Техника и технология нефтехимического и нефтегазового производства», 10-я Международная научно-техническая конференция (г. Омск, 2020); «Ученые Омска - региону», Материалы IV Региональной научно-технической конференции (г. Омск, 2019); «Техника и технология нефтехимического и нефтегазового производства», 9-я Международная научно-техническая конференция (г. Омск, 2019); «Россия и мировые тенденции развития», Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием. (г. Омск, 2019); «Техника

и технологии машиностроения», VIII Международная научно-техническая конференция. (г. Омск, 2019); «Проблемы машиноведения», III Международная научно-техническая конференция (г. Омск, 2019); «Техника и технология нефтехимического и нефтегазового производства», 8-я Международная научно-техническая конференция (г. Омск, 2018).

Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 42 научные работы. Из них 5 - в изданиях рекомендованных ВАК Министерства науки и образования РФ, 3 публикации в зарубежных изданиях, входящих в базу цитирований Scopus и Web of Science. Получен 1 патент на изобретение.

Связь работы с научными программами.

Работа выполнялась в рамках проекта фундаментальных научных исследований, реализованных молодыми учеными, обучающимися в аспирантуре (грант РФФИ «Аспиранты») № 20-33-90109 «Исследование изменения структуры и свойств полимерных композиционных материалов активированных модулированным ультразвуковым воздействием».

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО РАЗРАБОТКЕ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕНА

1.1 Основные направления исследований полимерных композиционных материалов на основе политетрафторэтилена

Полимерные композиционные материалы (ПКМ) получили широкое применение в качестве конструкционных материалов различного назначения. Развитие ряда промышленных производств обусловлено созданием ПКМ, обеспечивающих долговечность подвижных соединений узлов машин за счет уникальных антифрикционных свойств. В качестве полимерной матрицы триботехнического назначения используются полиамиды, фторопласты, полиолефины, полиарилаты, обладающие высокой технологичностью изготовления, химической и износостойкостью, низким коэффициентом трения надежность и долговечность деталей при определенных условиях эксплуатации [1]. Для изготовления деталей узлов трения (трущиеся элементы подшипников скольжения, подвижные вакуумные уплотнения, втулки, направляющие, сальники) важными факторами, определяющими выбор материала, являются триботехнические характеристики, т.е. низкий коэффициент трения и высокая износостойкость в сочетании с высокими характеристиками механических свойств. Наиболее предпочтительным комплексом свойств обладает политетрафторэтилен (ПТФЭ) [2-4].

Политетрафторэтилен известен как фторопласт-4, тефлон - рыхлый, волокнистый, легко-комкующийся порошок белого цвета [5].

Химическая формула макромолекул имеет вид:

[- СБ2 - СБ2 -] п,

где п - показатель, определяющий количество повторяющихся звеньев в молекулярной цепи.

В макромолекуле ПТФЭ действуют кулоновские силы, обеспечивающие ван-дер-ваальсовые (между атомом углерода и атомом фтора), и ковалентные (между атомами углерода) типы химической связи, энергия которых меняется в пределах от 1050 до 1100 кДж/моль. Кулоновские и обменные силы действуют на расстоянии порядка нескольких нанометров [6].

ПТФЭ характеризуется высокой химической стойкостью, антиадгезионными свойствами и отсутствием поглощения влаги, стойкостью к старению, широким температурным интервалом эксплуатации материала до 260 °С. Свойства, обеспечивающие широкое применение ПТФЭ, обусловлены особенностями его микроскопического строения и надмолекулярной структурой.

Надмолекулярная структура ПТФЭ носит ламеллярный характер. Макромолекулы могут компоноваться упорядоченно, образуя кристаллическую фазу полимера, а более мелкие вторичные структуры (пачки, пластины, глобули, фибриллы) разных размеров и ориентации образуют аморфную фазу [7].

Уникальные антифрикционные свойства политетрафторэтилена заключающиеся в низком и стабильном коэффициенте трения между металлической поверхность и поверхностью фторопласта-4, существенно зависят от удельного давления, скорости скольжения, температуры, шероховатости поверхности. Известно, что низкие коэффициенты трения (0,04-0,08) существуют только при скоростях скольжения менее 0,01 м/с, при увеличении скорости скольжения возрастает коэффициент трения ПТФЭ и составляет более 0,3 [8-11]. Это объясняется тем, что при повышении скорости скольжения происходит разогрев трущихся поверхностей, который локализуется в поверхностном слое вследствие низкой теплопроводности фторопласта-4 [5]. Увеличение коэффициента трения, интенсивности массового изнашивания влечет за собой уменьшение срока службы деталей, узлов трения. Для наиболее эффективного решения данной проблемы необходимо применение новых технологических способов и введение наполнителей-модификаторов, которые бы позволили значительно повысить эксплуатационные свойства полимеров, и тем самым расширить область их применения в производстве. Важнейшей задачей при

создании новых полимерных композиционных материалов является выявление закономерностей влияния наполнителей-модификаторов на структуру и свойства ПКМ и разработка обоснованных рекомендаций по получению новых антифрикционных материалов с рациональными эксплуатационными характеристиками.

За рубежом разработкой и исследованием полимерных композитов с целью повышения их физико-механических свойств и триботехнических характеристик занимаются научные коллективы в State Key Laboratory of Mechanics and Control of Mechanical Structures, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics (China), Carleton University (Canada), University of Silesia in Katowice (Poland), Empa, Laboratory for Mechanics of Materials and Nanostructures (Switzerland), University of Texas A&M (USA), Kanazawa University (Japan). В ближнем зарубежье существенные результаты получены в Институте механики металлополимерных систем им В.А. Белого НАН в Республике Беларусь (г. Гомель). Разработанные в этих странах композиционные материалы могут обеспечить износостойкость целого ряда изделий и найти применения на промышленных предприятиях [12-17]. В то же время, высокая стоимость и необходимость закупки за границей влекут за собой существенные затраты на соответствующие материалы, что обуславливает необходимость разработки ПКМ с повышенными эксплуатационными свойствами.

Разработка, исследование и производство таких композитов, а также технология их изготовления предусмотрено одним из приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в Российской Федерации «Технологии получения и обработки конструкционных наноматериалов». В Российской Федерации исследования проводятся в научных учреждениях городов: Бийска, Волгограда, Москвы, Новосибирска, Омска, Томска, Якутска и др.

На сегодняшний день разработано и исследовано большое количество ПКМ на основе ПТФЭ различающиеся способами изготовления и наполнителями. Полученные материалы широко известны и были предложены и исследованы такими учеными как: О.А. Адрианова, В.А. Белый, А.В. Виноградова, О.В.

Кропотин, Ю.К. Машков, А.А. Охлопкова, И.М. Соболь, Т. С. Стручкова, В.И. Суриков, С.В. Панин, П.Н. Петрова, Ю.М. Плескачевский, С.В. Шилько и др.

Значительный объем экспериментальных данных показывает, что многообразие наполнителей и способов модификации, способствует созданию новых ПКМ на основе ПТФЭ с повышенными физико-механическими свойствами и триботехническими характеристиками.

В качестве антифрикционных наполнителей используют дисперсные порошки неорганических веществ, имеющих слоистую кристаллографическую решетку. К ним относятся графит, дисульфид молибдена, диселениды и дихалькогениды металлов, а также нитрид бора, иодистый кадмий и другие [18]. В качестве упрочняющих наполнителей применяют молотый кокс, стеклянные, полимерные и углеродные волокна, порошки различных металлов [19].

Свойства основных промышленно выпускаемых композиционных материалов на основе фторопласта с наполнителями-модификаторами в виде кокса, углеродных волокон, дисульфида молибдена, стекловолокна и др. приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1. Характеристики ПТФЭ и ПКМ на его основе [20, 21]

Марка материала Состав Плотность, -5 г/см Предел прочности, МПа Относительное удлинение, % Коэффициент трения, f

Ф-4 Ф-4 2,12-2,2 14-34 250-500 0,04

Ф4К20 Ф-4, кокс 2,05-2,17 12-15 60-120 0,27

Ф4С15М5 Ф-4, стекловолокно, МоS2 2,19 18-20 150-200 0,2

Флубон-20 Ф-4, углеродное волокно 2,1-2,13 18-26 130 0,2

КВН-3 Ф-4, бронза, РЬО, кокс, МоБ2 2,50 20-22 160-180 0,25

Увеличение концентрации наполнителей-модификаторов влечет за собой ухудшение физико-механические свойств, снижение прочностных характеристик ПКМ на основе ПТФЭ, увеличение коэффициента трения, что ограничивает область их применения. Высокая износостойкость высоконаполненных композиционных материалов на основе ПТФЭ приводит к дополнительному абразивному износу поверхностей трения, что так же негативно влияет и уменьшает технический ресурс эксплуатации металлополимерных узлов трения.

Разработка ПКМ на основе ПТФЭ с меньшей массовой долей процентного содержания наполнителей и получение повышенных физико-механических свойств и триботехнических характеристик, а так же применение при производстве ПКМ новых технологических способов является актуальной задачей современного полимерного материаловедения.

1.2 Повышение механических свойств и триботехнических характеристик

методом структурной модификации

В настоящее время полимерные композиционные материалы изготавливают за счет введения различных микро и нано наполнителей-модификаторов в полимерную матрицу. Известно, что физико-механические и антифрикционные свойства ПКМ зависят от формы и размеров частиц наполнителей, равномерного распределения модификаторов в матрице и от вида их активации (улучшаются деформационно-прочностные и трибологические свойства) [22-24].

Полимерные композиционные материалы на основе политетрафторэтилена модифицированного углеродными нанотрубками

Углеродные нанотрубки представляют собой протяженные цилиндрические структуры диаметром от одного до нескольких десятков нанометров и длиной до нескольких микрон, состоящие из одного или нескольких свернутых в трубку гексагональных графитовых слоев. Углеродные нанотрубки обладают электрическими, теплофизическими, упруго-прочностными свойствами [25].

При использовании углеродных нанотрубок в качестве наполнителя ПКМ на основе ПТФЭ, значительно повышается износостойкость и снижается коэффициент трения композиционного материала (рис. 1.1) [26-28].

Рисунок 1.1. Зависимость коэффициента трения от концентрации углеродных

нанотрубок

В работе профессора Охлопковой А.А. отмечается, что при малой степени содержания многостенных углеродных нанотрубок (МУНТ) повышаются модуль упругости и деформационные свойства. Увеличение концентрации до 5 масс %. приводит к снижению физико-механических свойств и к значительному повышению износостойкости ПКМ на основе ПТФЭ. Показано, что с увеличением содержания наполнителя степень кристалличности и плотность уменьшаются (табл. 1.2) [29].

Таблица 1.2. Физико-механические характеристики ПТФЭ и модифицированного ПТФЭ углеродными нанотрубками

Образец а, % р, г/см3

ПТФЭ 64,42±2 2,15

ПТФЭ+1 % МУНТ 64.10±2 2Д6

ПТФЭ+2 %МУНТ 63,52±2 2.14

ПТФЭ+3 % МУНТ 63,26±2 2.14

ПТФЭ+4 % МУНТ 62,26±2 2.13

ПТФЭ+5 % МУНТ 62,36±2 2.12

Примечание: а - степень кристалличности, р - плотность.

Снижение степени кристалличности оказывает влияние на изменение значений физико-механических характеристик с увеличением содержания наполнителя.

Увеличение концентрации наполнителя до 5 мас. % приводит к снижению физико-механических свойств, к значительному повышению износостойкости и уменьшению плотности ПКМ (табл. 1.3).

Таблица 1.3. Триботехнические характеристики ПТФЭ и модифицированного ПТФЭ углеродными нанотрубками

Образец МО6, кг/ч /

ПТФЭ исходный 199,21 0,20

ПТФЭ+1 мас. % МУНТ 12,34 0,22

ПТФЭ+2 мас. % МУНТ 13,35 0,23

ПТФЭ+3 мас. % МУНТ 3,84 0,25

ПТФЭ+4 мас. % МУНТ 2,49 0,26

ПТФЭ+5 мас. % МУНТ 2,29 0,26

Примечание: I - интенсивность массового изнашивания, / - коэффициент трения

Исследованы механические и трибологические свойства политетрафторэтилена наполненного углеродными нанотрубками с помощью моделирования молекулярной динамики для изучения внутренних взаимодействий и механизмов износа полимерных нанокомпозитов в атомном масштабе [30]. Результаты моделирования молекулярной динамики показывают, что модуль Юнга и напряжение сдвига ПКМ на основе ПТФЭ увеличиваются после наполнения углеродными нанотрубками, а коэффициент трения снижается.

Углеродные нанотрубки используют в качестве комбинированного модификатора для полимерных композиционных материалов на основе политетрафторэтилена [31, 32]. Повышение триботехнических характеристик при комплексном наполнении, в том числе углеродными нанотрубками объясняется изменением надмолекулярной структуры на различных её уровнях.

Полимерные композиционные материалы на основе политетрафторэтилена модифицированного гексагональным нитридом бора

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Путинцев Виталий Юрьевич, 2022 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Бондалетова, Л. И. Полимерные композиционные материалы (часть 1) : учебное пособие / Л. И. Бондалетова, В. Г. Бондалетов. - Томск : Томский политехнический университет, 2013. - 118 с.

2. Дисперсно-наполненные полимерные композиты технического и медицинского назначения / Б. А. Люкшин, С. В. Шилько, С. В. Панин [и др.]. -Новосибирск : Сибирское отделение РАН, 2017. - 311 с. - ISBN 978-5-7692-1546-9.

3. Фторполимерные материалы / Н. А. Адаменко, Е. Н. Больбасов, В. В. Бузник [и др.] - Институт химии растворов им. Г. А. Крестова Российской академии наук. - Томск : НТЛ, 2017. - 596 с. - ISBN 978-5-89503-596-2

4. Адаменко, Н. А. Взрывная обработка термостойких полимеров / Н. А. Адаменко, Г. В. Агафонова, А. В. Казуров. - Волгоград : ВолгГТУ, 2020. - 240 с. - ISBN 978-5-9948-3885-3

5. Ганз, С. Н. Антифрикционные химически стойкие материалы в машиностроении / С. Н. Ганз, В. Д. Пархоменко. - Москва : Машиностроение, 1965. - 148 с.

6. Марихин, В. А. Надмолекулярная структура полимеров / В. А. Марихин, Л. П. Мясников - Л. : Химия, 1977. - 240 с.

7. Металлополимерные нанокомпозиты (получение, свойства, применение) / Н. З. Ляхов, А. П. Алхимов, В. М. Бузник [и др.]. - Новосибирск : Сибирское отделение Российской академии наук, 2005. - 260 с. - ISBN 978-57692-0735-3.

8. Tribological behavior of PTFE sliding against steel in sea water / J. Wang, F. Yan, Q. Xue. - DOI: https://doi.org/10.1016Zj.wear.2009.06.015 // Wear. - 2009. -Vol. 267, no. 9-10. P. 1634-1641. - URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S00431648090041777via%3Dihub (date accessed: 18.05.2022)

9. Polymers tribology exposed: eliminating transfer film effects to clarify ultralow wear of PTFE / K.I. Alam, A. Dorazio, D.L. Burris. - DOI:

https://doi.org/10.1007/s11249-020-01306-9 // Tribology Letters. - 2020. - Vol. 68. P. 1-13. - URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s11249-020-01306-9 (date accessed: 18.05.2022)

10. Conte, M. Effect of surface temperature on tribological behavior of PTFE composites / M. Conte, B. Fernandez, A. Igartua. - DOI: 10.2495/SECM110191 // Proceedings of the Surface Effects and Contact Mechanics X. - UK. - 2011. - Vol. 71. - P. 219-230. - URL: https://www.witpress.com/elibrary/wit-transactions-on-engineering-sciences/71/22840 (date accessed: 18.05.2022).

11. Панин, С. В. Износостойкость композитов на гибридной матрице СВМПЭ-ПТФЭ: механические и триботехнические свойства матрицы / С. В. Панин, Л. А. Корниенко, Т. Нгуен Суан [и др.] // Трение и износ. - 2015. - Т. 36. -№ 3. - С. 325-333.

12. Effect of surface temperature on tribological behavior of polytetrafluoroethylene composites / M. Conte, B. Fernandez, A. Igartua. -DOI: 10.2495/SECM11019 // WIT Transactions on State-of-the-art in Science and Engineering. - 2015. - Vol. 88. - P. 187-198. - URL: https://www.researchgate.net/publication/262343477_Effect_of_surface_temperature_o n_tribological_behavior_of_PTFE_composites (date accessed: 18.05.2022).

13. Barry P. R. The effect of normal load on polytetrafluoroethylene tribology / P. R. Barry. - DOI: 10.1088/0953-8984/21/14/144201 // Journal of Physics: Condensed Matter. - 2009. - Vol. 21, no. 5. - P. 144201. - URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21825318/ (date accessed: 18.05.2022).

14. Improved mechanical and tribological properties of polytetrafluoroethylene reinforced by carbon nanotubes: a molecular dynamics study J. Song, H. Lei, G. Zhao. -DOI: https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2019.05.058 //Computational Materials Science. - 2019. - Vol. 168. - P. 131-136. - URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S09270256193033747via%3Dihub/ (date accessed: 18.05.2022).

15. Tribological and Mechanical Behavior of Graphite Composites of Polytetrafluoroethylene (PTFE) Irradiated by the Electron Beam / A. Barylski, A. S.

Swinarew, K. Aniolek, S. Kaptacz. - DOI: https://doi.org/10.3390/polym12081676 // Polymers. - 2020. - Vol. 12, no. 8 - P. 1676. - URL: https://www.semanticscholar.org/paper/Tribological-and-Mechanical-Behavior-of-Graphite-of-Barylski-Swinarew/8fe3ca3009217f89b1933bdfce03a7bea31ee129 (date accessed: 18.05.2022).

16. Tribology review of blended bulk polymers and their coatings for high-load bearing applications / E. E. Nunez, R. Gheisari, A. A. Polycarpou. - DOI: https://doi.org/10.1016/j.triboint.2018.08.002 // Tribology International. - 2019. - Vol. 129. - P. 92-111. - URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301679X18303906 (date accessed: 18.05.2022).

17. Машков, Ю.К. Формирование структуры и свойств антифрикционных композитов модификацией политетрафторэтилена полидисперсными наполнителями / Ю. К. Машков, О. В. Кропотин, С. В. Шилько [и др.] // Материаловедение. - 2015. - № 1. - С. 22-25.

18. Технические свойства полимерных материалов : учеб. справ. пособие / В. К. Крыжановский, В. В. Бурлов, А. Д. Паниматченко, Ю. В. Крыжановская ; — 2-е изд., испр. и доп. — СПб. : Профессия, 2005. — 248 с. - ISBN 5-93913-093-3.

19. Сученинов, П. А. Разработка и исследование композиционных материалов для уплотнений воздушных поршневых компрессоров / П. А. Сученинов, Н. А. Адаменко, Д. В. Сергеев // Известия Волгоградского государственного технического университета. - 2009. - № 11(59). - С. 66-69.

20. Свойства фторопласта-4: сайт. - Режим доступа: https://ftoroplast.com.ru/f4-features (дата обращения: 18.05.2022).

21. Композиционные материалы: сайт. - Режим доступа: https://poliks.ru/spravochnik/novye-materialy/kompozitsionnye-materialy-na-osnove-ftoroplasta/ (дата обращения: 18.05.2022).

22. Охлопкова, А. А. Разработка технологических приемов управления свойствами композитов на основе политетрафторэтилена, содержащих

наномодификаторы / А. А. Охлопкова, П. Н. Петрова, О. В. Гоголева, А. Г. Парникова // Вопросы материаловедения. - 2013. - № 1(73). - С. 136-145.

23. Андриевский, Р. А. Наноструктурные материалы : учеб. пособие для студентов вузов по направлению "Физ. материаловедение" / Р. А. Андриевский, А. В. Рагуля. - Москва : Академия, 2005. - 248 с. - ISBN 5-7695-2034-5.

24. Машков, Ю. К. Влияние условий эксплуатации на износостойкость нанокомпозитов на основе политетрафторэтилена / Ю. К. Машков, М. Ю. Байбарацкая, О. А. Кургузова // Наука и военная безопасность. - 2021. - № 2(25). - С. 78-83.

25. Елецкий, А. В. Углеродные нанотрубки и их эмиссионные свойства / А. В. Елецкий // УФН. - 2002. - №172. - С. 401-438.

26. Tribological Behavior of Carbon-Nanotube-Filled PTFE Composites /. W. X. Chen [et al.] // Tribology Letters. - 2003. - Vol. 15. - № 3. - P. 275-278. - URL: https://link.springer.eom/article/10.1023/A: 1024869305259 (date accessed: 18.05.2022).

27. Carbon nanotube polymer composites / R. Andrews, M. Weisenberger . -DOI: https://doi.org/10.1016/j.cossms.2003.10.006 // Current opinion in solid state and Materials Science. - 2004. - Vol. 8. - no. 1. - С. 31-37. - URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359028603000925 (date accessed: 18.05.2022).

28. Патент № 2467033 C1 Российская Федерация, МПК C08J 5/16, B82B 3/00, C08J 3/28. Нанокомпозиционный конструкционный материал на основе политетрафторэтилена : № 2011135277/04 : заявл. 24.08.2011 : опубл. 20.11.2012 / С. А. Хатипов, Д. И. Селиверстов, Ю. Р. Жутаева [и др.] ; заявитель Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство образования и науки РФ (Минобрнаука РФ), Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л.Я. Карпова" (ФГУП НИФХИ им. Л.Я. Карпова). - 8 с.

29. Охлопкова, А. А. Исследование влияния многостенных углеродных нанотрубок на свойства политетрафторэтилена / А. А. Охлопкова, Т. С.

Стручкова, A. Г. Алексеев, А. П. Васильев // Вестник Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова. - 2015. - № 5(49). - С. 43-50.

30. Song J. Improved mechanical and tribological properties of polytetrafluoroethylene reinforced by carbon nanotubes: a molecular dynamics study / J. Song, H. Lei, G. Zhao. - DOI: https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2019.05.058 // Computational Materials Science. - 2019. - Vol. 168. - P. 131-136. - URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S09270256193033747via%3Dihub (date accessed: 18.05.2022).

31. Mashkov Yu. K., The formation of structure and properties of antifriction composites via modification of polytetrafluoroethylene with polydispersive fillers / Yu. K. Mashkov, O. V. Kropotin, S. Shil'ko, V. A. Egorova, O. V. Chemisenko. - DOI: https://doi.org/10.1134/S2075113315040176// Inorganic Materials: Applied Research. -2015. - Vol. 6. - 289-292. - URL: https://link. springer.com/article/10.1134/S2075113315040176 (date accessed: 18.05.2022).

32. Кропотин, О. В. Создание полимерного антифрикционного нанокомпозита на основе политетрафторэтилена с повышенной износостойкостью / О. В. Кропотин, Ю. К. Машков, О. А. Кургузова // Омский научный вестник. -2013. - № 2(120). - С. 86-90.

33. Истомин, Н. П. Антифрикционные свойства композиционных материалов на основе фторопластов / Н.П. Истомин, А.П. Семенов - М. : Наука, 1987. -147 с.

34. Кнунянц, И. Л. Химическая энциклопедия / И. Л. Кнунянц. — М. : Советская энциклопедия, 1988. — 623 с.

35. Логинов, В.Т. Структурно-фазовая разупорядоченность нитрида бора на поверхности антифрикционных материалов / В. Т. Логинов, В. В. Иванов, И. Н. Щербаков [и др.] // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. - 2003. - № 2. - С. 105-107.

36. Негров, Д. А. Влияние ультразвуковых колебаний на изменение механических и триботехнических свойств политетрафторэтилена

модифицированного нитридом бора / Д. А. Негров, Е. Н. Еремин, В. Ю. Путинцев, О. А. Передельская // Динамика систем, механизмов и машин. - 2014. - № 3. - С. 94-97.

37. Негров, Д. А. Влияние ультразвуковой активации на структурообразование политетрафторэтилена, модифицированного нитридом бора / Д. А. Негров, Е. Н. Еремин, П. М. Корусенко, С. Н. Несов // Омский научный вестник. Серия Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение. - 2017. - Т. 1. - № 2. - С. 57-61.

38. Негров, Д. А. Исследование влияния ультразвукового прессования на механические свойства политетрафторэтилена модифицированного нитридом бора / Д. А. Негров, Е. Н. Еремин, В. И. Фисенко, А. А. Крутько // Новые материалы и технологии в машиностроении. - 2014. - № 19. - С. 75-79.

39. Рахмонкулов, А. А. Влияние бинарных наполнителей на теплофизические свойства политетрафторэтилена / А. А. Рахмонкулов, Т. З. Хайдаров, Р. Т. Рузиев. - DOI 10.32743/UniTech.2021.85.4-4.32-35. // Universum: технические науки. - 2021. - № 4-4(85). - С. 32-35.

40. Яковлев, А. Д. Технология изготовления изделий из пластмасс / А.Д. Яковлев. - 3-е изд., перераб. - Ленинград : Химия. Ленингр. отд-ние, 1977. - 357 с.

41. Машков, Ю. К. Структурная модификация политетрафторэтилена скрытокристаллическим графитом / Ю. К. Машков, О. В. Кропотин, В. И. Суриков [и др.] // Физическая мезомеханика. - 2007. - Т. 10. - № 6. - С. 109-114.

42. Патент № 2266925 Российская Федерация, МПК C08J 5/00, B29C 43/56. Способ изготовления изделий из композиционных материалов на основе полимеров : № 2004104431/04 : заявл. 17.02.2004 : опубл. 27.12.2005 / В. А. Струк, Г. А. Костюкович, В. И. Кравченко [и др.] ; заявитель Открытое акционерное общество "Белкард". - 4 с.

43. Патент № 2525492 Российская Федерация, МПК C08L 27/18, C08K 3/04, C08K 3/10. Антифрикционный полимерный композиционный материал : № 2012146766/05 : заявл. 01.11.2012 : опубл. 20.08.2014 / Ю. К. Машков, О. В. Кропотин, О. А. Кургузова ; заявитель Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет". - 5 с.

44. Патент № 2324708 Российская Федерация, МПК C08J 5/14, C08J 5/16. Способ изготовления изделий из композиционных материалов на основе политетрафторэтилена : № 2006111168/12 : заявл. 05.04.2006 : опубл. 20.05.2008 / Ю. К. Машков, Д. А. Негров, З. Н. Овчар, В. С. Зябликов ; заявитель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)". - 5 с.

45. Огневой, В. Я. Прессование порошков, пластмасс и композитов : учеб. пособие / В. Я. Огневой. - 2-е изд., перераб. и доп. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2010. - 102 с.

46. Липатов, Ю. С. Физико-химические основы наполнения полимеров / Ю. С. Липатов. - М. : Химия, 1991. - 259 с.

47. Каргин, В. А. Структурные превращения в кристаллических полимерах, вызванные действием ударных волн / В. А. Каргин, И. Ю. Царевская,

B. Н.Зубарев // ВМС. - 1968. - Т.10, №11. - С. 814-825.

48. Адаменко, Н. А. Ударно-волновая обработка полимеров и полимерных композиций / Н. А. Адаменко, Ю. П. Трыков, А. В. Фетисов, Г. В. Агафонова // Физика и химия обработки материалов. - 2006. - № 5. - С. 82-87.

49. Адаменко, Н. А. Исследование полимерных композитов с гибридной матрицей, полученных методом взрывного прессования / Н. А. Адаменко, Г. В. Агафонова, А. В. Казуров, Д. В. Савин // Известия Волгоградского государственного технического университета. - 2019. - № 10(233). - С. 48-52.

50. Брацыхин, Е. А. Технология пластических масс / Е. А. Брацыхин, Э.

C. Шульгина; под ред. В. Г. Каркозова ; - 3-е изд., перераб. и доп. - Л. : Химия, 1982. - 325 с.

51. Шаталова, И. Г. Физико-химические основы вибрационного уплотнения порошковых материалов / И. Г. Шаталова, Н. С. Горбунов, В. И. Лихтман Акад. наук СССР. Ин-т физ. химии. - М. : Наука, 1965. - 163 с.

52. Киселев, В. Д. Низкочастотное прессование / В. Д. Киселев Л. А. Файтельсон // Пластмассы. - 1972. - №12.- С. 46-48.

53. Басов Н. И. Виброформование полимеров / Н. И. Басов, В. А. Любартович, С. А. Любартович. - Л. : Химия, 1979. - 160 с.

54. Петрова, П. Н. Использование энергии ультразвука для повышения механических и триботехнических свойств композитов на основе политетрафторэтилена / П. Н. Петрова, А. Л. Федоров, Т. А. Исакова, В. В. Егоров // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. - 2011. - № 70. - С. 92-101.

55. Машков, Ю. К. Улучшение механических и триботехнических свойств полимерных композиционных материалов с использованием энергии ультразвуковых колебаний / Ю. К. Машков, Д. А. Негров, З. Н. Овчар, В. С. Зябликов // Трение и износ. - 2006. - Т. 27. - № 3. - С. 313-317.

56. Огнев А. Ю. Влияние ультразвуковой обработки на характер распределения углеродных нанотрубок в полимерных композиционных материалах / А. Ю. Огнев, А. М. Теплых, А. А. Батаев [и др.] // Научный вестник Новосибирского государственного технического университета. - 2010. - № 2(39). - С. 131-134.

57. Кобзев, Д. Е. Технологическая линия твердофазной объемной штамповки ПТФЭ с ультразвуковым воздействием / Д. Е. Кобзев, Г. С. Баронин,

B. М. Червяков, С. Н. Хабаров // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. - 2012. - № S3(43). - С. 24-27.

58. Негров, Д. А. Влияние параметров ультразвукового прессования на механические и триботехнические свойства структурномодифицированного политетрафторэтилена / Д. А. Негров, Е. Н. Еремин // Омский научный вестник. -2009. - № 2(80). - С. 58-60.

59. Вайншток И. С. Ультразвук и его применение в машиностроении / И.

C. Вайншток. - М.: Машгиз, 1958. - 140 с.

60. Негров, Д. А. Ультразвуковые колебательные системы для синтеза полимерных композиционных материалов : моногр. / Д. А. Негров, Е. Н. Еремин,

А. А. Новиков, Л.А. Шестель ; ОмГТУ. - Омск : Изд-во ОмГТУ. - 2012. - 130 с. -ISBN 978-5-9149-1436-1.

61. Агранат, Б. А. Ультразвук в порошковой металлургии / Б. А. Агранат, А. П. Гудович, Л. Б. Нежевенко. - М. : Металлургия, 1986. - 166 с.

62. Effect of ultrasonic activation on structure formation of modified boron nitride polytetrafluoroethylene / D. A. Negrov, E. N. Eremin, P. M. Korusenko, S. N. Nesov. - DOI: https://doi.org/10.1063/L5051938 // AIP Conference Proceedings. -Omsk, 2018. - P. 040011. - URL: https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/L5051938 (date accessed: 18.05.2022).

63. The exploration of a structure change and properties of composite based on polytetrafluoroethylene activated by ultrasonic vibrations / D. A. Negrov, E. N. Eremin, V. Y. Putintsev. - DOI: https://doi.org/10.1063Z5.0075210 // AIP Conference Proceedings. - Omsk, 2021. - P. 040007. URL: https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/5.0075210 (date accessed: 18.05.2022).

64. The effect of ultrasonic activation on the formation of polytetrafluoroethylene modified by detonation nanodiamonds / D. A. Negrov, E. N. Eremin, P. M. Korusenko [et al.]. - DOI: 10.1088/1742-6596/1260/6/062016 // Journal of Physics: Conference Series : Mechanical Science and Technology Update. - Omsk: Institute of Physics Publishing, 2019. - P. 062016. URL: https:// iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/1260/6/062016 (date accessed: 18.05.2022).

65. Manufacture of slip bearings from PTFE-based composite / D. A. Negrov, E. N. Eremin. - DOI:10.3103/S1068798X12010212 // Russian Engineering Research. -2012. - Vol. 32. - № 1. - P. 42-44. URL: https://link. springer.com/article/ 10.3103/S1068798X12010212 (date accessed: 18.05.2022).

66. Development of a Technology for the Fabrication of Articles Made of Complex-Modified Polytetrafluoroethylene for Dry Friction Assemblies / E. N. Eremin, D. A. Negrov. - DOI:10.1007/s10556-014-9822-0 // Chemical and Petroleum Engineering. - Vol. 49. - no. 9-10. - P. 701-704. URL:

https://link.springer.com/article/10.1007/s10556-014-9822-0 (date accessed: 18.05.2022).

67. Петрова, П. Н. Влияние совместной механоактивации и ультразвуковой обработки на свойства композиционных материалов на основе политетрафторэтилена / П. Н. Петрова, А. А. Охлопкова, М. Д. Соколова, Т. А. Исакова // Физика и химия обработки материалов. - 2015. - № 3. - С. 57-63.

68. Влияние ультразвука на свойства композитов ПТФЭ/слоистый силикат+шпинель магния / С. А. Слепцова, Ю. В. Капитонова, Н. Н. Лазарева [и др.] // Тезисы докладов Международных конференций "Перспективные материалы с иерархической структурой для новых технологий и надежных конструкций" и "Химия нефти и газа" в рамках Международного симпозиума "Иерархические материалы: разработка и приложения для новых технологий и надежных конструкций" (Томск, 01-05 октября 2018 г) / Томск: Издательский дом Томского государственного университета, 2018. - С. 281-282.

69. Исакова, Т. А. Влияние ультразвука на свойства полимерных композиционных материалов на основе политетрафторэтилена / Т. А. Исакова, П. Н. Петрова // Физико-технические проблемы добычи, транспорта и переработки органического сырья в условиях холодного климата : Сборник трудов II Всероссийской конференции (Якутск, 09-11 сентября 2019 г.) / Якутск: Межрегиональный центр инновационных технологий в образовании, 2019. - С. 169-173.

70. Пугачев, А. К. Переработка фторопластов в изделия. Технология и оборудование / А. К. Пугачев, О. А. Росляков - Л.: Химия, 1987. - 168 с.

71. Охлопкова, А.А. Влияние термической обработки на надмолекулярную структуру порошка политетрафторэтилена / А. А. Охлопкова, Т. С. Стручкова, А. П. Васильев [и др.] // Вестник Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова. - 2016. - № 4(54). - С. 48-57.

72. Кестельман, В. Н. Физические методы модифицирования полимерных материалов / В. Н. Кестельман. - Москва: 1980 г. - 224 с.

73. Богдан, Л. С. Синтез и физико-химия полимеров / Л. С. Богдан, А. А. Качан, Л. Л. Червяцова // Наукова думка. - 1974. - №13. С. 127-130.

74. Соломко, В. П. Влияние наполнителей на температурные переходы в аморфных полимерах / В. П. Соломко, Н. Ф. Вовкотруб, С. П. Пасько, В. И. Суровцев // Высокомолекулярные соединения. - 1974. - Т16, №3. - С. 519-526.

75. Композиционные материалы на основе политетрафторэтилена. Структурная модификация / Ю. К. Машков, З. Н. Овчар, В. И. Суриков, Л. Ф. Калистратова. - Москва : Научно-техническое издательство "Машиностроение", 2005. - 239 с. - ISBN 5-217-03288-Х.

76. Костецкий, Б. И. Структурно-энергетическая приспосабливаемость при трении / Б. И. Костецкий // Трение и износ. - 1985. - Т.6, № 2. - C. 201-212.

77. Машков, Ю. К. Исследование температурных зависимостей физико-механических свойств композитных материалов на основе политетрафторэтилена / Ю. К. Машков, В. С. Зябликов, В. М. Казанцев // Механика композитных материалов. - 1991. - № 1. - С. 20-25.

78. Машков, Ю. К. Механические свойства ПТФЭ-нанокомпозитов для уплотнительных элементов динамических герметизирующих устройств транспортных систем / Ю. К. Машков, В. А. Егорова, О. В. Чемисенко, О. В. Малий // Динамика систем, механизмов и машин. - 2016. - № 2. - С. 260-263.

79. Машков, Ю. К. Трибофизика и свойства наполненного фторопласта / Ю. К. Машков. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 1997. - 192 с.

80. Машков, Ю. К. Структура и износостойкость модифицированного политетрафторэтилена / Ю. К. Машков, Л. Ф. Калистратова, З. Н. Овчар. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 1998. - 144 с.

81. Шелестова, В. А. Триботехнические свойства композитов на основе разных марок фторопласта-4 и углеродных волокон / В. А. Шелестова, П. Н. Гракович, И. С. Шилько [и др.]. - DOI 10.32864/0202-4977-2021-42-2-121-127 // Трение и износ. - 2021. - Т. 42. - № 2. - С. 121-127.

82. Погосян, А. К. Фрикционный перенос и самосмазывание полимеров / А. К. Погосян, К. В. Оганесян, А. Р. Исаджанян // Трение и износ. - 2010. - Т. 31.

- № 1. - С. 109-119.

83. Охлопкова, А. А. Разработка полимерных композитов на основе политетрафторэтилена и базальтового волокна / А. А. Охлопкова, С. В. Васильев, О. В. Гоголева // Электронный научный журнал Нефтегазовое дело. - 2011. - № 6.

- с. 404-410.

84. ГОСТ 10007-80. Фторопласт-4. Технические условия : нац. стандарт Российской Федерации : изд. офиц. : утв. и введен в действие Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 17 апреля 1980 г. № 1735 : переиздание : дата введ. 2008-05-01 / разраб. Министерством химической промышленности. - М. : Стандартинформ, 2008. - 14 с.

85. КВН (металлофторопласт): справочник : сайт. - URL: https://poliks.ru/spravochnik (дата обращения 18.05.2022).

86. Effect of tensile rates on thermal and mechanical properties of porous PTFE composites / Y. Zhang, K. Kou, C. Pan, Z. Li, & T. Ji. - DOI: https://doi.org/10.1002/app.48175 // Journal of Applied Polymer Science. - 2019. Vol. 136, Is. 44. - P. 48175. - URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/app.48175 (date accessed: 18.05.2022).

87. Effect of sintering temperature on the crystallization behavior and properties of silica filled PTFE composites / Y. Yuan, D. Yu, Y. Yin, B. Tang, E. Li, & S. Zhang. - DOI: https://doi.org/10.1007/s10854-016-5477 // Journal of Materials Science: Materials in Electronics. - 2016. - Vol. 27, no. 12. - P. 13288-13293. - URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s10854-016-5477-2 (date accessed: 18.05.2022).

88. Hydrostatic pressure-dependent corrosion behaviour of polytetrafluoroethylene composites in the deep sea / H. Liu, J. Wang, P. Jiang, & F. Yan. - DOI: https://doi.org/10.1016/j.corsci.2018.05.016 // Corrosion Science. - 2018.

- Vol. 139. - P. 289-300. - URL:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/SCC 1C93SX173 C2913 ?via%3Dihub (date accessed: 1S.C5.2C22).

S9. Structural characterization and high-temperature compressive creep of PTFE-based composites filled with inorganic nanoparticles / Z. Wang, K. Kou, Z. Liu, D. Zhang, H. Bi, M. Chao, & Q. Zhao. - DOI: https://doi.org/1C.1CC2/pat.1915 // Polymers for Advanced Technologies. - 2C11. - Vol. 23, no. 5. - P. 545-55C. - URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/1C.1CC2/pat.1915 (date accessed: 1S.C5.2C22).

9C. Стрелецкий, А. Н. Структура механически активированных высокоэнергетических нанокомпозитов Al + политетрафторэтилен / А. Н. Стрелецкий, А. Ю. Долгобородов, И. В. ^лбанев [и др.] // ^ллоидный журнал. -2CC9. - Т. 71. - № 6. - С. 835-S43.

91. ГОСТ 11262-2017. Пластмассы. Методы испытания на растяжение нац. стандарт Российской Федерации : изд. офиц. : утв. и введен в действие Приказом Федер. агенства по техн. регулированию и метрологии от 2 февраля 2018 г. № 45-ст : введ. впервые : дата введ. 2018-1C-01 / разраб. АО «Институт пластмасс имени Г.С. Петрова». М. : Стандартинформ, 2017. - 19 с.

92. ГОСТ 25.601-80. Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний композиционных материалов с полимерной матрицей (композитов). Метод испытания плоских образцов на растяжение при нормальной, повышенной и пониженной температурах : гос. стандарт : изд. офиц. : утв. и введен в действие Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 01 июля 1981 г. № 4448 : переиздание : дата введ. 2005-1C-C1. - М. : Стандартинформ, 20C5. - 14 с.

93. ГОСТ 24621-2015. Пластмассы и эбонит. Определение твердости при вдавливании с помощью дюрометра (твердость по Шору) : межгос. стандарт : изд. офиц. : утв. и введен в действие Приказом Федер. агентства по техническому регулированию и метрологии от 20 нояб. 2015 г. № 1936-ст : введ. впервые : дата введ. 2017-C1-01 / разраб. ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации материалов и технологий», ОАО «НПО Стеклопластик», АНО «Центр нормирования, стандартизации и классификации композитов», ОАО

«Институт пластических масс имени Г.С. Петрова». - М. : Стандартинформ, 2016. - 7 с.

94. ГОСТ 11629-2017. Пластмассы. Метод определения коэффициента трения : межгос. стандарт : изд. офиц. : утв. и введен в действие Приказом Федер. агентства по техническому регулированию и метрологии от 9 авг. 2017 г. № 849-ст : введ. впервые : дата введ. 2018-07-01 / разраб. АНО «Стандарткомпозит», АО «Институт пластмасс, ОЮЛ «Союз производителей композитов» - М. : Стандартинформ, 2017. - 3 с.

95. Шаталова, И. Г. Физико-химические основы вибрационного уплотнения порошковых материалов / И. Г. Шаталова, Н. С. Горбунов, В. И. Лихтман ; Акад. наук СССР. Ин-т физ. химии. - Москва : Наука, 1965. - 163 с.

96. Григорьев, А. К. Деформация и уплотнение порошковых материалов / А. К. Григорьев, А. И. Рудской. - Москва : Металлургия, 1992. - 192 с. - ISBN 5229-00751-6.

97. Пугачев, С. И. Физическая модель ультразвукового формообразования изделий из керамических порошков / С. И. Пугачев, Е.Ю. Рытов, Н.Г. Семенова // Сб. тр. XIII сессии РАО. М. 2003. Т.2.С. 223-238.

98. Цеменко, В. Н. Деформирование порошковых сред / В. Н. Цеменко ; М-во образования Рос. Федерации. С.-Петерб. гос. техн. ун-т. - СПб. : Изд-во СПбГТУ, 2001. - 102 с.

99. Бузник, В. М. Особенности строения порошковой формы политетрафторэтилена марки ФЛУРАЛИТ® / В. М. Бузник, М. В. Гришин, Ю. Е. Вопилов [и др.] // Перспективные материалы. - 2010. - № 1. - С. 63-67.

100. Игнатьева, Л.Н. Спектроскопические исследования продуктов сублимации ультрадисперсного политетрафторэтилена / Л. Н. Игнатьева, А. К. Цветников, О. М. Горбенко // Ж. структ. хим. - 2004. - Т. - 45. - № 5. - С. 830836.

101. Козлов, Г. В. Структура и свойства дисперсно-наполненных полимерных композитов: фрактальный анализ : монография / Г. В. Козлов, Ю. Г.

Яновский, Ю. Н. Карнет. - Москва : Альянстрансатом, 2008. - 363 с. - ISBN 9785-9900706-4-6.

102. Олифиров, Л. К. Механохимический синтез функциональных наноструктурных композитов на полимерной основе : специальность 05.16.08 «Нанотехнологии и наноматериалы» : дис. канд. техн. наук / Л. К. Олифиров ; Нац. исл. техн. ун-т «МИСиС». - М., 2017. -154 с.

103. Соломко, В. П. О явлении межструктурного наполнения и его влиянии на свойства полимера / В.П. Соломко // Механика полимеров, 1976. -№1. - С. 162-166.

104. Липатов, Ю. С. Межфазные явления в полимерах / Ю. С. Липатов. -Киев: Наук. думка, 1980. - 260 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Документы об использовании результатов диссертационной работы, патенты

ГОСШЙОШИ ФВДШРАЩШШ

ж

I

ж ж

ж ж ж ж

ж

ж

ж

жжжжжж

в

НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

№ 2707361

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет "(ОмГТУ) (ЯП)

Авторы: Негров Дмитрий Анатольевич (IШ), Новиков Алексей Алексеевич (Яи), Путиниев Виталий Юрьевич (ЯП), Еремин Евгений Николаевич (Яи)

Заявка № 2019107972

Приоритет изобретения 20 марта 2019 г. Дата государственной регистрации в Государственном реестре изобретений Российской Федерации 26 ноября 2019 Г. Срок действия исключительного права на изобретение истекает 20 марта 2039 г.

Руководитель Федеральной службы по интеллектуальной собственности

Г.П. Ивлиев

жжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжж^

АКТ

О практическом использовании в производственно-конструкторской деятельности результатов диссертационной работы

Путинцева Виталия Юрьевича «Изменение структуры и свойств модифицированного политетрафторэтилена под воздействием модулированных ультразвуковых колебаний», представляемой на соискание ученой степени кандидата технических наук

Настоящим актом удостоверяется, что результаты исследования рационального технологического режима прессования полимерных композиционных материалов с применением ультразвукового воздействия частотой 17 кГц и одновременно наложенной низкочастотной амплитудной модуляцией 100 Гц (время прессования 60 секунд, давление прессования 80 МПа) рассмотренные в диссертационной работе Путинцева В.Ю. могут быть внедрены в технологический процесс разработки и производства композитов на основе фторопласта-4 на предприятии АО НТК «Криогенная техника».

Главный технолог -начальник отдела

В.И. Корнев

Начальник НИЛ отдела «Новые материалы и технологии»

^о^|^Цбразовательной деятельности РрАО^дЪ «Омский государственный ПЦтех^и^еский университет»

УТВЕРЖДАЮ

А.С. Полынский

¿У » 2022 г.

г.

АКТ

использования результатов диссертационной работы Путинцева Виталия Юрьевича «Изменение структуры и свойств модифицированного политетрафторэтилена под воздействием модулированных ультразвуковых колебаний»

в ФГАОУ ВО «Омский государственный технический университет»

Настоящим актом удостоверяется, результаты исследования рационального технологического режима прессования полимерных композиционных материалов с применением ультразвукового воздействия и одновременно наложенной низкочастотной модуляции, рассмотренные в диссертационной работе Путинцева В.Ю., использованы в учебном процессе в ФГАОУ ВО «Омский государственный технический университет» на кафедре «Машиностроение и материаловедение» / секции «Материаловедение и технология конструкционных материалов» в учебных дисциплинах «Ультразвуковая обработка материалов», «Физические методы модифицирования материалов» по направлениям подготовки 22.03.01, 22.04.01 «Материаловедение и технологии материалов».

Руководитель ООП 22.03.01,22.04.01

Д.А. Негров