Износостойкие композиты на основе двух- и трехкомпонентных смесей сверхвысокомолекулярного полиэтилена с твердосмазочными микрочастицами и микро- и нанонаполнителями тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.09, кандидат наук Нгуен Суан Тьук

• Нгуен Суан Тьук
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Нгуен Суан Тьук

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Раздел 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Сверхвысокомолекулярный полиэтилен и особенности его 17 характеристики изнашивания

1.1.1 Структура и свойства СВМПЭ

1.1.2 Механизмы износа СВМПЭ

1.2 Способы повышения износостойкости СВМПЭ

1.2.1 Наполнение СВМПЭ армирующими частицами

1.2.2 Модификация порошка СВМПЭ механической активацией

1.2.3 Условная химическая модификация СВМПЭ

1.3 Самосмазывающиеся полимерные материалы

1.4 Постановка задачи исследований 46 Раздел 2 МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Материалы исследований

2.2 Методики исследований 53 Раздел 3 СТРУКТУРА, МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗНАШИВАНИЯ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ СВМПЭ, НАПОЛНЕННЫХ МИКРОДИСПЕРСНЫМИ ТВЕРДОСМАЗОЧНЫМИ ЧАСТИЦАМИ

3.1 Композиты на основе СВМПЭ, наполненные графитом (С)

3.2 Композиты на основе СВМПЭ, наполненные дисульфидом 70 молибдена (МоБ2)

3.3 Композиты на основе СВМПЭ, наполненные стеаратом 79 кальция (СК)

3.4 Композиты на основе СВМПЭ, наполненные нитридом бора 89 (НБ)

Выводы

Раздел 4 СТРУКТУРА, МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И 99 ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗНАШИВАНИЯ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ СМЕСЕЙ «СВМПЭ-ПТФЭ»

4.1 Полимер-полимерные композиты на основе смеси 100 «СВМПЭ-ПТФЭ», наполненные частицами различной дисперсности

4.2 Композиты «СВМПЭ-ПТФЭ», спеченные из порошковых 112 смесей, подвергнутых механоактивации

4.3 Композиты на основе гибридной матрицы «СВМПЭ 119 +10 мас.% ПТФЭ», наполненные нано- (ЛЮ(ОН), УНВ, SiO2)

и микро- (Al2Oз, AЮ(OH)) частицами и волокнами

4.4 Микро- и нанокомпозиты на основе гибридной матрицы 129 «СВМПЭ+10 мас.% ПТФЭ» с гидроксиапатитом (ГА)

Выводы

Раздел 5 АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ТИПА И СОДЕРЖАНИЯ 141 НАПОЛНИТЕЛЕЙ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ ДВУХ- И ТРЕХКОМПОНЕТНОЙ СМЕСИ НА ХАРАКТЕР ИЗНАШИВАНИЯ

5.1 Двухкомпонентные смеси «СВМПЭ-твердосмазочные 141 частицы»

5.2 Трехкомпонентные смеси «СВМПЭ-ПТФЭ- дисперные 155 наполнители»

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Износостойкие композиты на основе двух- и трехкомпонентных смесей сверхвысокомолекулярного полиэтилена с твердосмазочными микрочастицами и микро- и нанонаполнителями»

Актуальность темы диссертации

Полимерные композиционные материалы широко используются в машиностроении, автомобильной, горнодобывающей, химической отраслях, а также в медицине (например, для изготовления эндопротезов, межпозвонковых дисков и т. д). Сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ) обладает совокупностью уникальных свойств - низким коэффициентом трения, высокой износостойкостью, химической стойкостью в агрессивных средах, высокой ударной вязкостью, низкой температурой вязко-хрупкого перехода - что обеспечивает возможность его широкого применения в различных областях техники в широком диапазоне условий эксплуатации. Несмотря на все перечисленные преимущества, изделия из данного ненаполненного полимера при длительной эксплуатации могут испытывать значительный износ. Поэтому повышение сопротивления изнашиванию СВМПЭ и композитов на его основе является актуальной научно-технической проблемой.

Существенным ограничением массового изготовления изделий из СВМПЭ является его низкая технологичность, обусловленная близким к нулевому значением показателя текучести расплава (0,06 г / 10 мин). Решение этой проблемы может быть достигнуто за счет введения пластификаторов, процессинговых добавок и пр. Однако, повышая текучесть полимерной смеси, они приводят к снижению износостойкости готовых изделий. С другой стороны, известны подходы, когда для повышения экструдируемости полимеров в них добавляют наполнители, имеющие крайне низкий коэффициент трения, например, силоксановый каучук. Это позволяет, помимо решения проблемы увеличения технологичности, повысить износостойкость наполненных композитов.

Для повышения сопротивления изнашиванию СВМПЭ используются различные методы, например, обработка поверхности пучком ионизирующего излучения, химическая модификация, механическая активация, обработка

порошка в холодной плазме, наполнение микро- и наноразмерными частицами и волокнами и т. д. Наиболее распространенным подходом к повышению износостойкости СВМПЭ является введение наполнителей. Краснов А.П., Адериха В.Н. и др. исследовали влияние аэросила ^Ю2) на триботехнические характеристики СВМПЭ и продемонстрировали, что введение такого наполнителя в количестве 0,1^1 мас.% позволяет снижать скорость изнашивания в ~2 раза по сравнению с чистым СВМПЭ. Шиц Е.Ю., Семенова Е.С. и др. в приложениях для разработки шлифовального инструмента использовали частицы природных микроалмазов зернистостью 63/50 мкм и показали, что при наполнении до 30 мас.% содержания природных микроалмазов износостойкость композитов на основе СВМПЭ в 2,8^4,2 раза больше, чем у известных аналогов.

При разработке композиционных материалов на основе СВМПЭ ориентируются на преимущественные условия их эксплуатации: абразивный износ (например, футеровка конвейеров или вагонов), сухое трение скольжения (шестерни или зубчатые передачи), трение в режиме граничной смазки (полимерные компоненты искусственных суставов). При этом минимальное изнашивание достигается при наличии в зоне трибоконтакта смазочной среды.

В ряде практических задач изделия из СВМПЭ могут испытывать воздействие всех трех типов изнашивания, поэтому вполне обоснованным является поиск наполнителей, способных обеспечить решение одновременно нескольких задач, включая снижение коэффициента трения, а также повышение сопротивления изнашиванию при воздействии частиц закрепленного абразива, сухом трении скольжения и трении в присутствии смазочной среды. Для решения подобной задачи подходящими кандидатами являются дисперсные твердосмазочные частицы, которые могут выполнять как роль дисперсного микронаполнителя, так и обеспечивать наличие твердой смазки в области трибоконтакта в условиях недостатка или отсутствия смазочной среды.

Степень разработанности темы исследования. Исследования в этом направлении известны в научно-технической литературе. Так Краснов А.П., Виноградова О.В. и др. показали, что композиты на основе полифениленсульфида, наполненные частицами С и MoS2, обладают высокой износостойкостью. Ковалев В.В. и Петров Е.А. разработали антифрикционный материал, содержащий политетрафторэтилен и 2^7 мас.% углеродных кластеров, что обеспечило возможность существенно повысить сопротивление изнашиванию при сухом трении скольжения. Durga Rao и др. показали, что можно использовать твердосмазочные материалы (дисульфид молибдена, графит, нитрид бора) для создания антифрикционного покрытия на металлической поверхности. Данное покрытие обеспечивает высокую износостойкость, низкий коэффициент трения сопряженных пар, а также сдвиговую прочность при работе в неагрессивных средах. Marino Xanthos использовали различные типы наполнителей для полимеров (дисульфид молибдена, графит, нитрид бора и фторопласт), благодаря пластинчатой (чешуйчатой) структуре которых площадь трибоконтакта между нагруженными неподвижными поверхностями была минимизирована. Пластинки твердосмазочных частиц легко сдвигаются друг относительно друга в направлении скольжения контртела, обеспечивая снижение коэффициента трения.

Введение дисперсных твердосмазочных наполнителей в масла либо в антифрикционные покрытия (например, на основе порошковых красок) является эффективным и распространенным в промышленности приемом. Однако известно небольшое число работ, посвященных сравнительному анализу влияния твердосмазочных частиц в качестве наполнителей для СВМПЭ, особенно при различных видах изнашивания. Поэтому систематические исследования структуры, механических свойств, закономерностей изнашивания в различных условиях СВМПЭ и композитов на его основе, наполненных твердосмазочными частицами, определяет актуальность исследуемой проблемы.

Целью настоящей работы является исследование влияния типа, содержания и дисперсности различных твердосмазочных наполнителей (графита, дисульфида молибдена, стеарата кальция, нитрида бора, политетрафторэтилена) на структуру, механические и триботехнические свойства композиционных материалов на основе СВМПЭ и установление взаимосвязи между скоростью изнашивания, типом надмолекулярной структуры, изменением температуры и топографий поверхности трения в процессе триботехнических испытаний.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Установить связь между типом, содержанием мелкодисперсных твердосмазочных наполнителей и структурой, физико-механическими, триботехническими свойствами наполненного СВМПЭ и определить оптимальное их содержание, обеспечивающее максимальное повышение износостойкости при cyxoм трении, граничной смазке и абразивном изнашивании.

2. Исследовать влияние дисперсности и содержания микрочастиц фторопласта на структуру, физико-механические свойства и закономерности изнашивания СВМПЭ и определить оптимальное их содержание, обеспечивающее максимальное сопротивление изнашиванию в условиях сухого трения, граничной смазки и абразивного износа.

3. Исследовать возможность повышения износостойкости полимер-полимерных композитов на основе гибридной матрицы «СВМПЭ+ПТФЭ» при различном времени механической активации в планетарной шаровой мельнице, а также при введении микрочастиц (^^3, АЮ(ОН), гидроксиапатита (ГА)), нановолокон (АЮ(ОН), УНВ) и наночастиц ^Ю2, ГА).

4. На основании полученных данных о типе надмолекулярной структуры, характере топографии поверхности дорожки трения, изменении температуры на поверхности в процессе триботехнических испытаний и химсоставе слоя переноса на стальном контртеле предложить композицию с твердосмазочными частицами, обладающую максимальной износостойкостью при всех трех исследованных типах изнашивания.

Научная новизна

1. Впервые предложен композит на основе полимер-полимерной матрицы «СВМПЭ+10 мас.% ПТФЭ» с микрочастицами А1203, в котором за счет смазывающего действия частиц фторопласта и перераспределения нагрузки от матрицы на более твердые частицы наполнителя износостойкость в условиях сухого трения скольжения повышается до 8 раз по сравнению с чистым СВМПЭ.

2. Предложены состав и методика получения композитов на основе гибридной матрицы «СВМПЭ+10 мас.% ПТФЭ» с наночастицами гидроксиапатита (ГА), в которых за счет обработки порошковой смеси в энергонапряженной планетарной шаровой мельнице обеспечивается гомогенное распределение твердосмазочных (ПТФЭ) и армирующих (ГА) частиц при сохранении сферолитной надмолекулярной структуры и повышение износостойкости в условиях сухого трения скольжения до 7,3 раз.

Теоретическая значимость работы. Диссертационная работа соискателя вносит вклад в развитие теоретических и экспериментальных исследований полимерных композиционных материалов как многоуровневых систем для построения моделей и конструирования наполненных композиций. Экспериментальные исследования физико-механических и триботехнических свойств двойных и тройных композиций на основе СВМПЭ являются основой постановки и реализации задач компьютерного конструирования материалов с заданными эффективными характеристиками для нужд машиностроения.

Практическая значимость работы

1. Наполнение объемных изделий из СВМПЭ твердосмазочными частицами (политетрафторэтиленом, дисульфидом молибдена, графитом, стеаратом кальция, нитридом бора), а также наночастицами рекомендуется для создания износостойких композитов, используемых для узлов трения, работающих в отсутствии смазочной среды, в частности, роликов, направляющих, подшипников, зубчатых колес, шестерней и пр.

2. Разработанный нанокомпозит на основе экструдируемой гибридной матрицы «СВМПЭ-ПТФЭ» с частицами мягкой керамики гидроксиапатита помимо применения в машиностроительных приложениях может быть рекомендован для использования в качестве импортозамещающего биосовместимого материала для изготовления трибосопряжений (например, компонентов искусственных суставов) в ортопедии.

3. Результаты прикладных исследований по введению твердосмазочных дисперсных микронаполнителей были использованы при разработке в ЗАО «Полинит» (г. Москва) технических условий для изготовления монолитных плит из высокоструктурированного антиадгезионного футеровочного материала ВСАФ-РГ («Волга») с целью применения в гидромашиностроении и гидростроительстве для эксплуатации в широком диапазоне температур окружающей среды при воздействии механических, фрикционных и абразивных нагрузок, влаги и ультрафиолета солнечного излучения. Указанные плиты применяли при футеровании узлов гидрозатворов на Саратовской и Жигулевской гидроэлектростанциях.

Методология и методы исследования. Основными методами исследования в работе являются растровая электронная микроскопия, оптическая микроскопия, инфракрасная спектроскопия на основе Фурье-преобразования, а также дифференциальная сканирующая калориметрия. Использованы методы измерения механических свойств и триботехнических испытаний и методы статистической обработки данных.

Положения, выносимые на защиту

1. Выявленное оптимальное содержание дисперсных микрочастиц в количестве 3^10 мас.%: политетрафторэтилена (ПТФЭ), дисульфида молибдена (MoS2), графита (С), стеарата кальция (СК) и нитрида бора (НБ), определяется сохранением сферолитного характера надмолекулярной структуры, что обеспечивает повышение износостойкости двухкомпонентных твердосмазочных

композитов ш основе СВМПЭ при сухом трении скольжения в 2^4 раза при снижении температуры поверхности образцов на 5^12 °С.

2. Использование в качестве граничной смазки дистиллированной воды «компенсирует» твердосмазочное действие микрочастиц С, MoS2, СК, ПТФЭ в составе СВМПЭ-матрицы, поэтому износостойкости таких композитов при сухом трении и граничной смазке близки по значению. В композите «СВМПЭ+10 мас.%НБ», где использование граничной смазки обеспечивает удаление из зоны трибоконтакта продуктов износа, преимущественно состоящих из деагломерированных частиц нитрида бора, сопротивление изнашиванию может быть дополнительно повышено в 2 раза.

3. «Синергетический» эффект повышения износостойкости в композите на основе трехкомпонентной смеси «СВМПЭ+10 мас.% ПТФЭ+20 мас. % A1203» (до 8 раз по сравнению с чистым СВМПЭ) обусловлен как смазывающим действием микрочастиц ПТФЭ, обеспечивающим формирование пленки переноса на поверхности контртела, так и армирующим действием крупных микрочастиц A1203, способствующих перераспределению нагрузки от полимерной матрицы на более твердые микрочастицы наполнителя.

4. Аддитивный характер повышения износостойкости при сухом трении скольжения в композите «СВМПЭ+10 мас.% ПТФЭ+0.5 мас.% ГА+МА 1 минута» (в 7,3 раза по сравнению с чистым СВМПЭ), основан на смазывающем воздействии частиц ПТФЭ, действии наночастиц ГА в качестве высокодисперсной смазочной среды, а также комплексном влиянии механоактивации, позволяющей сохранить сферолитную надмолекулярную структуру СВМПЭ матрицы при снижении характерного размера сферолитов и гомогенизировать распределение микрочастиц ПТФЭ и наночастиц гидроксиапатита в ней.

Достоверность результатов работы обеспечивается использованием современных методов исследований, систематическим характером проведения

экспериментов, измерений и статистической обработкой данных, а также согласием полученных результатов с данными подобных работ других авторов.

Апробация работы. Результаты данной работы были представлены на всероссийских и международных семинарах и конференциях: Международной научно-технической конференции «Новые материалы и технологии глубокой переработки сырья - основа инновационного развития экономики России», 25-27 июня 2012 г., ФГУП «ВИАМ», Москва, Россия; 19th European Conference on Fracture «Fracture Mechanics for Durability, Reliability and Safety», August 26-31, 2012, Kazan, Russia; 14th International Conference on Mesomechanics MESO'2012, September 25-28, 2012, Budapest, Hungary; German-Russian Workshop «Friction: From elementary mechanisms to macroscopic behavior» BUT, October 16-17, 2012, Berlin, Germany; Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы машиноведения: трибология - машиностроению», 29-31 октября 2012 г, ИМАШ РАН, Москва, Россия; Russian-German Workshop "Biocompatible Materials and Coatings: Fundamental Problems & Trends, Biomedical Applications", NR TPU, February 24-27, 2013, Tomsk, Russia; 21st Annual International conference on composites or Nano Engineering ICCE-21, 21-27 July, 2013, Tenerife, Spain; Международной конференции «Иерархически организованные системы живой и неживой природы», 9-13 сентября 2013 г., Томск, Россия; Международной конференции «Физическая мезомеханика многоуровневых систем-2014: моделирование, эксперимент, приложения», 3-5 сентября 2014 г., ИФПМ СО РАН, Томск, Россия; 4-ой Международной научно-практической конференции «Современные материалы, техника и технология», 25-26 декабря 2014 г., Курск, Россия; Международной научно-технической конференции «Техника и технология нефтехимического и нефтегазового производства», 25-30 апреля 2015 г., Омск, Россия; Международной научно-технической конференции «Полимерные композиты и трибология», 23-26 июня 2015 г., Гомель, Беларусь; Международной конференции «Перспективные материалы с иерархической

структурой для новых технологий и надежных конструкций», 21 -25 сентября 2015 г., ИФПМ СО РАН, Томск, Россия; Всероссийской конференции «Материалы для технических устройств и конструкций, применяемых в Арктике», 26 ноября 2015 г., ФГУП «ВИАМ», Москва, Россия.

В рамках выполнения исследований автор данной диссертации был удостоен стипендии Губернатора Томской области (2012 г.), стал Лауреатом премии Томской области в сфере образования, науки, здравоохранения и культуры (2015 г.), а также награжден 14-ю дипломами на конференциях разного уровня.

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 14 статьях, опубликованных в ведущих, в том числе международных рецензируемых журналах, 7 из которых входят в список ВАК РФ.

Вклад автора состоит в проведении всех экспериментальных исследований по определению механических и триботехнических характеристик композиционных образцов, измерении твёрдости по Шору Д, определении химического состава, степени кристалличности, обработке результатов, формулировке выводов, написании научных статей. Изготовление образцов, включая введение наполнителей (микро- и нано), осуществляли в лаборатории механики полимерных композиционных материалов Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук. Определение степени кристалличности на дифференциальном сканирующем калориметре (ДСК) и химический анализ при помощи инфракрасной спектроскопии с Фурье-преобразованием выполняли в Томском политехническом университете. Механическая активация в энергонапряженной шаровой мельнице АГО-2 проведена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения Российской академии наук.

Связь работы с Государственными программами. Работа выполнялась в рамках следующих научных проектов и программ: проект РФФИ 14-08-90028 Бел_а «Разработка методов получения и диагностики антифрикционных биосовместимых нанокомпозитов на полимерной матрице» (2013-2015 гг); проект РФФИ 12-08-00930-а «Высокоэнергетическая модификация СВМПЭ и нанокомпозитов на его основе для кратного увеличения их износостойкости, механических свойств и технологичности» (2012-2014 гг); программа фундаментальных исследований ОЭММПУ РАН № 2.12 «Многоуровневое исследование свойств и поведения перспективных материалов для современных узлов трения»; проект 2.12.3. «Разработка и экспериментальная верификация многоуровневой модели пластической деформации и разрушения структурно-неоднородных материалов в условиях трибосопряжения» (2012-2014 гг.); проект РФФИ 12-01-00069-а «Разработка основ двухэтапного компьютерного конструирования наполненных полимерных систем» (2012-2014 гг.); проект фундаментальных исследований государственных академий наук Ш.20.1.3. «Разработка методологии и критериев диагностики состояния нагруженных материалов на основе многоуровневого подхода» (2013-2016 гг.); проект ВИУ ИФВТ ТПУ №85 2014 «Материалы для экстремальных условий» (2014-2015 гг.); грант Президента РФ для государственной поддержки ведущих научных школ Российской Федерации НШ-2817.2014.1 «Школа академика В.Е. Панина» (20142015 гг.).

Структура диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, заключения и списка литературы из 143 использованных источников. Основной текст диссертации содержит 1 84 страницы, проиллюстрирован 103 рисунками и 17 таблицами.

Основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность выбранной темы исследования, показана степень разработанности темы, определена цель исследований и задачи, решение которых необходимо для её достижения, сформулирована научная новизна и ценность работы, показана практическая значимость и связь с государственными программами и НИР, описана методология и методы исследования, сформулированы положения, выносимые на защиту, представлена структура диссертации.

В первом разделе приведен обзор литературных источников, в котором отражены основные сведения о свойствах СВМПЭ и результатах исследований процессов его изнашивания, включая количественную характеризацию продуктов износа. Анализируются различные способы повышения триботехнических характеристик полимерных композитов, в частности при наполнении различными частицами, включая твердосмазочные, сформулированы основные задачи исследований.

Во втором разделе, носящей методический характер, описаны применяемые материалы и методы экспериментальных исследований. В работе в качестве материала матрицы использовали порошок СВМПЭ (Ticona, GUR-2122); в качестве наполнителей вводили порошки: графита, дисульфида молибдена, стеарата кальция, нитрида бора, политетрафторэтилена, а также микрочастицы Al2O3, AlO(OH), гидроксиапатита (ГА), нановолокна AlO(OH), углерода (УНВ) и наночастицы SiO2, и ГА.

Для подготовки образцов использовали высокоскоростной гомогенизатор, ультразвуковой диспергатор, гидравлический пресс с кольцевой разъемной печью и цифровым контролем температуры. Для исследования степени кристалличности, химической и надмолекулярной структуры применяли дифракционную сканирующую калориметрию, инфракрасную спектроскопию с Фурье -преобразованием, растровую электронную микроскопию (РЭМ). Механические

свойства (предел прочности и величину удлинения при разрушении) определяли на универсальной электромеханической испытательной машине согласно стандарту ASTM D638; твердость по Шору D определяли по стандарту ASTM D2240, температуру на поверхности образцов при триботехнических испытаниях измеряли бесконтактным ИК-термометром. Устойчивость к абразивному износу частицами закрепленного абразива определяли согласно ГОСТ 426-77, а испытания в условиях сухого трения скольжения и граничной смазки проводили согласно ASTM G99. Также описаны процедуры проведения испытаний и характеристики применявшихся экспериментальных установок.

В третьем разделе приведены результаты исследования физико-механических и триботехнических характеристик, а также надмолекулярной структуры композитов на основе двухкомпонентных смесей СВМПЭ с твердосмазочными микрочастицами: графита, дисульфида молибдена, стеарата кальция и нитрида бора при сухом трении скольжения, граничной смазке, а также в условиях абразивного изнашивания. Определено содержание указанных наполнителей в количестве 3^10 мас.%, позволяющее сохранить сферолитный характер надмолекулярной структуры, а также повысить износостойкость композитов при сухом трении скольжения в 2^4 раза, что сопровождалось снижением температуры поверхности образцов на 5^12 °С.

В четвертом разделе приведены результаты исследований физико-механических, триботехнических характеристик и надмолекулярной структуры композитов с гибридной полимер-полимерной матрицей «СВМПЭ + политетрафторэтилен» при сухом трении скольжения, в условиях граничной смазки и абразивного изнашивания. Оценена возможность повышения сопротивления изнашиванию композитов «СВМПЭ+п мас.%ПТФЭ» путем предварительной обработки порошковых смесей в планетарной шаровой мельнице при различных временах механической активации. Показано, что наполнение мелкодисперсными частицами ПТФЭ в оптимальном количестве 10 мас. % позволяет повысить

износостойкость до 2-х раз по сравнению с крупнодисперсными частицами того же наполнителя и до 3,5 раз по сравнению с чистым СВМПЭ. Высокоэнергетическая механическая обработка двухкомпонентной смеси «СВМПЭ+ПТФЭ» при выявленном оптимальном времени воздействия 1 минуты повышает сопротивление изнашиванию при сухом трении скольжения не более чем на 20 %.

Проведены исследования композитов на основе трехкомпонентных смесей, включающих гибридную полимер-полимерную матрицу «СВМПЭ+ 10 мас.% ПТФЭ», с введенными микроразмерными наполнителями (А1203, А10(0Н), гидроксиапатитом (ГА)) и наноразмерными наполнителями ^Ю2, А10(0Н), углеродные нановолокна (УНВ), ГА). Показано, что максимальный эффект снижения скорости изнашивания при сухом трении скольжения достигается при введении 20 мас. % А1203 в гибридную полимерную матрицу «СВМПЭ+10 мас.% ПТФЭ» (до 8 раз по сравнению с чистым СВМПЭ), в то время как износостойкость композита «СВМПЭ+10 мас.% ПТФЭ+0,5 мас.% ГА+МА 1 минута» может быть повышена до 7,3 раза.

В пятом разделе приведено обсуждение полученных экспериментальных результатов данной диссертации, в рамках которого показана связь между типом, дисперсностью, количеством твердосмазочных частиц, а также микро-, наночастиц наполнителя и структурой, триботехническими свойствами композитов на основе СВМПЭ. На основании совокупности полученных данных обосновано оптимальное содержание частиц наполнителя, обеспечивающее максимальное повышение износостойкости при сухом трении скольжении, граничной смазке и в условиях абразивного изнашивания, а также возможные механизмы такого повышения.

Автор выражает благодарность своему научному руководителю профессору С.В. Панину и научному консультанту - старшему научному сотруднику Л.А. Корниенко за помощь в обсуждении результатов работы, а также ведущему технологу лаб. МПКМ Л.Р. Ивановой за помощь в изготовлении экспериментальных образцов.

РАЗДЕЛ 1

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

В данном разделе приведены основные сведения о структуре, свойствах, механизмах износа сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ), а также способах получения антифрикционных полимерных композитов на его основе. Приведены сведения о самосмазывающихся полимерных материалах, рассмотрены результаты исследований, посвященных повышению износостойкости СВМПЭ путем введения твёрдосмазочных частиц. Проанализированы работы по повышению механических свойств и износостойкости СВМПЭ за счёт введения различных наполнителей.

По результатам проведенной оценки преимуществ от использования самосмазывающихся полимерных материалов, эффективности повышения триботехнических свойств СВМПЭ, а также анализа работ других авторов делается постановка задач исследований.

1.1 Сверхвысокомолекулярный полиэтилен и его характеристики изнашивания

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Нгуен Суан Тьук, 2016 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Адериха В.Н., Шаповалов В.А., Краснов А.П., Плескачевский Ю.М. О влиянии органофилизации аэросила на трибологические свойства малонаполненных композитов СВМПЭ // Трение и износ. - 2008. - № 4. - с. 421-427.

2. Шиц Е.Ю. Исследование и разработка полимерных композиционных материалов c использованием природных алмазных порошков: дисс. канд. техн. наук: 05.02.01: защищена 22.01.02 / Шиц Елена Юрьевна. - Якутск, 2000. - 168 с.

3. Краснов А.П., Виноградова O.B., Баженова В.Б. и др. Трибохимические процессы B полифениленсульфиде, наполненном дисульфидом молибдена и графитом // Трение и износ. - 1996.- № 4. - с. 544-549.

4. Пат. 2005741 Российская Федерация. Антифрикционный полимерный материла / Ковалев В.В., Петров Е.А.; заявитель и патентообладатель Научно-производственное объединение "Алтай"; заявл. 5020435/05, 03.01.1992; опубл. 15.01.1994.

5. Пат. №5482637 US. Anti-friction coating composition containing lubricants / Durga Rao, Daniel M. Kabat, Brian W. Lizotte. кл. F02B 77/02, 09.01.1996.

6. Marino Xanthos. Functional Fillers for Plastics / Marino Xanthos, - 2nd Edition, updated and enlarged, 2010. - 531 p.

7. Ali Erdemir. Solid Lubricants and Self-Lubricаting Films / Ali Erdemir. -Modern Tribology Handbook, CRC Press LLC, 2001. - p. 766-767.

8. Семенова А.С., Парамонков Е.Я., Лейтмен М.И. и др. Регулирование свойств полиэтилена высокой плотности // Пласт. Массы. - 1973. - №5. - с 3-4.

9. Li. S. and Burstein A.H. Ultra-high molecular weight polyethylene. The mаterial and its use in total joint implants // Jourml of Bone and Joint Surgery. American. - 1994. - Vol. 76. - р. 1080-1090.

10. Domininghaus H. Plastics for Engineers: Materials, Properties and Applications / Domininghaus H. - Hanser, Munich, 1993. - 683 p.

11. Osswald T.A. Materials Science of Polymers for Engineers / Osswald T.A. and Menges G Hanser. - Munich, 1995. - 475 p.

12. Liu C.Z., Ren L.Q., Tong J., Arnell A.D. Tribological behaviours of PA. UHMWPE blend under dry and lubricating condition // Wear. - 2006. - vol. 260. -p. 109-115.

13. Y. Xue, O. Jacobs, B. Schdel, Tribological behaviour of UHMWPE / HDPE blends reinforced with multi-wall carbon nanotubes // Polymer Testing. - 2006. -vol. 25. - p. 221-229.

14. Hsien C. Kuo, Ming C. Jeng. The influence of injection molding on tribological characteristics of ultra-high molecular weight polyethylene under dry sliding // Wear. - 2010. - vol. 268. - p. 803-810.

15. Kurtz S.M., Evans M.E., Avram A., Advances in the processing, sterilization, and crosslinking of ultra-high molecular weight polyethylene for total joint arthroplasty // Biomaterials. - 1999. - vol. 20. - p. 1659-1688.

16. Miroslav Slouf, David Pokorny, Gustav Entlicher. Quantification of UHMWPE wear in periprosthetic tissues of hip arthroplasty: Description of a new method based on IR and comparison with radiographic appearance // Wear. - 2008. -vol. 65. - p. 674-684.

17. E. Zolotarevova, G. Entlicher, E. Pavlova. Distribution of polyethylene wear particles and bone fragments in periprosthetic tissue around total hip joint replacements // Acta Biomaterialia. - 2010. -vol. 6. - p. 3595-3600.

18. B.J. Roylance. Wear debris and associated wear phenomena—fundamental research and practice. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J // Journal of Engineering Tribology. - 2000. - vol. 214. -p. 79-105.

19. S. Fouvry. Shakedown analysis and fretting wear response under gross slip condition // Wear. - 2001. -vol. 251. - p. 1320-1331.

20. A. Iwabuchi. The role of oxide particles for the fretting wear of mild steel // Wear of Materials: International Conference on Wear of Materials. - 1991. - vol. 1. -p. 49-54.

21. R.I. Trezona, D.N. Allsopp, I.M. Hutchings. Transitions between two-body and three-body abrasive wear: influence of test conditions in the microscale abrasive wear test // Wear. - 1999. -vol. 225-229. - p. 205-214.

22. Hsu-Wei Fang, Stephen M. Hsu, Jan V. Sengers. Single wedge sliding tests to investigate the mechanism of UHMWPE particle generation with microfabricated surface textures // Polymer Testing. - 2006. -vol. 25. - p. 424-434.

23. K. Plumlee, C.J. Schwartz. Investigating UHMWPE wear mechanisms by decomposing wear debris distributions // Wear. - 2011. - vol. 271. - p. 2208- 2212.

24. T.S. Barrett, A.W. Batchelor. Effect of Roughness and Sliding Speed on the Wear and Friction of Ultra-High Molecular Weight Polyethylene // Wear. - 1992. -vol. 153. - p. 331-350.

25. A. Galvin, J. Tipper, Nanometre size wear debris generated from crosslinked and non-crosslinked ultra-high molecular weight polyethylene in artificial joints // Wear. - 2005. -vol. 259. - p. 977-983.

26. M. Slouf, I. Sloufov, Z. Horak. New fast method for determination of number of UHMWPE wear particles // Journal of materials science: materials in medicine. - 2004. -vol. 15. - p. 1267-1278

27. K.J. Margevicius, T.W. Bauer, J.T. Mcmahon, S.A. Brown and K. Merritt. Isolation and characterization of debris in membranes around total joint prostheses // J Bone Joint Surg Am. - 1994. -vol. 76(11). - p. 1664-1675.

28. W.J. Maloney, R.L. Smith, T.P. Schmelzried, J. Chiba, D. Huene and H. Rubash, Isolation and characterization of wear particles generated in patients who have had failure of a hip arthroplasty without cement // J Bone Joint Surg Am. - 1995. -vol. 77. - p. 1301-1310.

29. Tipper J.L., Ingham E., Hailey J.L. Quantitative analysis of polyethylene wear debris, wear rate and head damage in retrieved Charnley hip prostheses // J Mater Sci Mater Med. - 2000. - vol. 11. - p 117-124.

30. A. Wang, A. Essner. Characterisation of wear debris from UHMWPE on zirconia ceramic, metal-on-metal and alumina ceramic-on-ceramic hip prostheses generated in a physiological anatomical hip joint simulator // Wear. - 2001. -vol. 250. -p 212-216.

31. J.G. Delee and J. Charnley. Radiological demarcation of cemented sockets in hip replacement // Clin Orthop. - 1976. -vol. 121. - p. 20-23.

32. C.M. Mcnie, D.C. Barton, E. Ingham, J.L. Tipper and J. Fisher. The prediction of polyethylene wear rate and debris morphology produced by microscopic asperities on femoral heads // J Mater Sci Mater Med. - 2000. -vol. 11(3). - p. 163-174.

33. A.S. Shanbhag, D. Hwang, N.G. Eror et al., Quantitative analysis of ultrahigh molecular weight polyethylene (UHMWPE) wear debris associated with total knee replacements // J. Biomed. Mater. Res. - 2000. - vol. 53. - p. 100-110.

34. Hsu-Wei Fang, Yu-Chih Su, Chun-Hsiung Huang, Charng-Bin Yang. Influence of biological lubricant on the morphology of UHMWPE wear particles generated with microfabricated surface textures // Materials Chemistry and Physics, -2006. - vol. 95. - p. 280-288.

35. K Huaiyuan Wang, Xin Feng, Yijun Shi, Xiaohua Lu. Effects of fibrous fillers on friction and wear properties of polytetrafluoroethylene composites under dry or wet conditions // China Particuology. - 2007. - Volume 5. - Issue 6. - p. 414-419.

36. A.I. Sviridenok, V.A. Smurugov, et al. A study of transfer in frictional interaction of polymers // Wear. - 1973. - vol. 25. - p. 301-308.

37. K. Tanaka, Y. Uchiyama and S. Toyooka. The mechanism of wear of polytetrafluoroethylene // Wear. - 1973. -vol. 23. - p. 153-172.

38. K. Tаnaka. Effеcts of Vartous Fillеrs on the Frictton and Wеаr of PTFE-Bаsed Cоmpоsitеs in Composites Materials Science / K. Tаnaka. - Amsterdam: editor: K. Friedrich, Elsevier, 1986, - p. 137-174.

39. K.R. Makinsоn and D. Tabоr. The Friction and Transfer of Polytetrafluoroethylene / Prac. Roy. Soc. Londоn, Series A. - 1964. - vol. 281, -p. 4961.

40. G.W. Stactowiak. Tribology Series 24, Engineering Trilogy / G.W. Stactowiak and A.W. Batchetor. - Butterworth Heinemann. 1993. - 1002 p.

41. J.M. Ttorpe. Tribological Properties of Selected Pоlymer Matrix Compоsites against Steel Surfaces, in ^mposite Materials Science / J.M. Ttorpe. -Amsterdam: editоr: K. Friedrich, Elsevier, 1986, - p. 89-135.

42. C.M. Pоoley and D. Tаbor, Friction and Mоlecular Structure: Ше behaviour of some thermоplastics / Prоc. Roy. Sоc. London, Sеries A. 1972. - vоl. 329. - p. 251274.

43. K. Tаnаkа and T. Miyаta, Studies on thе Frictiоn а^ Transfer of Semi-Crуstаllinе Polymers // Weаr. - 1977.- wl. 41. - p. 383-398.

44. Малкин А.Я. Реология в процессах образования и превращения полимеров / Малкин А.Я., Куличихин С.Г. - М.: Химия, 1985. - 367 c.

45. Основы технологии переработки пластмасс: Учебник для вузов / С.В. Власов, Л.Б. Канырин, В.Н. Кулезнев и др. - С.: Химия, 2004. - 600 c.

46. Ю. К. Машков. Трибофизика металлов и полимеров: монография / Ю. К. Машков. - Омск : Изд-во ОмГТУ, 2013. - 240 с.

47. Antony L. Andradу. Science а^ Technology of Pоlymer Nanofibers / Antony L. Andradу. - Jоhn Wiley & Sоns, Inc, 2008. - 404 p.

48. Сверхвысокомолекулярный полиэтилен высокой плотности / И.Н. Андреева, Е.В. Веселовская, Е.И. Наливайко и др. - Л.: Химия, Сан, 1982. - 80 с.

49. Горяинова А.В. Фторопласты в машиностроении / Горяинова А.В., Бошков Г.К., Тихонова М.С. - М., Машиностроение, 1971. - 214 с.

50. Пат. 2216553 Российская Федерация. Антифрикционный полимерный материла / Точильников Д.Г., Будтов В.П., Пугачев А.К. и др.; заявитель и патентообладатель Институт проблем машиноведения РАН; заявл. 2001121512/04, 31.07.2001; опубл. 20.04.2003.

51. Пат. 2115669 Российская Федерация. Антифрикционный полимерный материла / Нечаев А.Н.; заявитель и патентообладатель Товарищество с ограниченной ответственностью "Компания СЛАН"; заявл. 97109017/04, 06.06.1997; опубл. 20.07.1998.

52. Пат. 2064614 Российская Федерация. Антифрикционный полимерный материла / Лагунов В.С.; заявитель и патентообладатель Воронежский политехнический институт; заявл. 5022611/28, 22.01.1992; опубл. 27.07.1996.

53. Пат. 2307130 Российская Федерация. Полимерный антифрикционный полимерный материла / Машков Ю.К., Мамаев О.А., Овчар З.Н. и др.; заявитель и патентообладатель Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия; заявл. 05.04.2006; опубл. 27.09.2007.

54. Отчет Института машиноведения РАН "Разработка оптимальной структуры и оптимальных режимов работы технологических материалов в условиях ротапринтного смазывания", гос. рег. N 01840047594. - М., 1985. - 49 с.

55. Слысь И.Г., Перепелкин А.В., Федорченко И.М. Исследование структу ры и свойств спеченной нержавеющей стали, содержащей MoS2 // Порошковая мета ллургия. - 1973. - N9. - с. 24 - 29.

56. Пат. 2525492 Российская Федерация. Антифрикционный полимерный материла / Машков Ю.К., Кропотин О.В., Кургузова О.А.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет"; заявл. 01.11.2012; опубл. 20.08.2014.

57. Пат. 2283326 Российская Федерация. Антифрикционный самосмазывающийся пресс-материал / Иванов Г.К., Мостовая Н.И., Чупаков Н.Л.

и др., заявитель и патентообладатель Федеральное Государственное Унитарное предприятие Машиностроительное предприятие "Звездочка"; заявл. 04 25.05.2005; опубл. 10.09.2006.

58. Пат. 2451702 Российская Федерация. Полимерный композиционный антифрикционный материал / Бастраков В.М., Алибеков С.Я., Лоскутов Ю.В. и др., заявитель и патентообладатель Марийский государственный технический университет; заявл. 08.11.2010; опубл. 27.05.2012.

59. Пат. 2298707 Российская Федерация. Втулка рычажной тормозной системы рельсового транспорта / Чукаловский П.А., Буяев Д.И., Якобук А.А. и др.; заявл. 04.10.2005; опубл. 10.05.2007.

60. Пат. 2099365 Российская Федерация. Антифрикционная композиция / Охлопкова А.А., Устыч Ю.Н., Виноградов А.В. и др.; заявл. 16.11.1995; опубл. 20.12.1997.

61. D. Haverty. Structure and stability of hydroxyapatite: density functional calculation and Rietveld analysis / D. Haverty, M. Tofail, K.T. Stanton, J.B. McMonagle. - Phys. Rev, 2005. - B 71 (9), 094103.

62. M.J. Olszta. Bone structure and formation: a new perspective / M.J. Olszta, X. Cheng, S.S. Jee, R. Kumar, et al. - Mater. Sci. Eng. Rep, 2007. - vol. 58.

- p. 77-116.

63. C. Robinson, J. Kirkham, S. Brookes, et al. The chemistry of enamel development // Int. J. Dev. Biol. - 1995. - vol. 39. -p. 145-152.

64. S. Koutsopoulos. Synthesis and characterization of hydroxyapatite crystals: a review study on the analytical methods // J. Biomed. Mater. Res. - 2002. - vol. 62 (4).

- p. 600-612.

65. S. Ban, S. Maruno. Hydrothermal-electrochemical deposition of hydroxyapatite // J. Biomed. Mater. Res. - 1998. - vol. 42 (3). - p. 387-395.

66. W. БисИапек, M. УоБЫшига. РгосеББ^ and properties of hydroxyаpatite-basеd bioшateriаls for иБе as ИаМ tissue rеplaceшent implants // J. Mаter. Res. - 1998. -vol. 13 (1). -p. 94-117.

67. B. Palazzo, M. Iafisco, M. Laforgia. Bwmimetic hydroxyapatite-drug nanoctystals as potential bоne substitutes with аntitumor drug delivеry properties // Adv. Fund Mater. - 2007. - vol. 17 (13). - p. 2180-2188.

68. A. Arizmendi, Morquechoa A. Chavez-Valdezb, C.H. Navarroc, K.J. Morenoc. Performance evaluation of chitosan/hydroxyapatite composite coating on ultrahigh molecular weight polyethylene // Polymer Testing. - 2013. - Volume 32. -Issue 1. - р. 32-37.

69. Armin T.R., Mehran S.H., Noor A.A., Shahab F. Improved bio-physical performance of hydroxyapatite coatings obtained by electrophoretic deposition at dynamic voltage // Ceramics International. -2014. - Volume 40. - Issue 8. - Part B. -p. 12681-12691.

70. Пат. 2430192 Российская Федерация. Способ нанесения покрытий / Фомин А.А., Штейнгауэр А.Б.; Патентообладатель: ГОУВПО «Саратовский государственный технический университет»; опубл. 27.09.2011.

71. Пат. 2529262 Российская Федерация. Способ изготовления имплантатов / Лясникова А.В., Лясников В.Н., Дударева О.А. и др.; Патентообладатель: Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А. заявл. 21.06.2013; опубл. 27.09.2014.

72. Пат. 2221904 Российская Федерация. Способ нанесения покрытия на имплантат из титана и его сплавов / Игнатов В.П., Верещагин В.И., Шахов В.П. и др.; Патентообладатель: Томский политехнический университет; заявл. 16.07.2002; опубл. 20.01.2004.

73. Пат. 2221904 Российская Федерация. Полимерная антифрикционная композиция биомедицинского назначения / Краснов А.П., Топольницкий О.З.,

Хохлов А.Р.; Патентообладатель: Институт элементоорганических соединений имени А.Н. Несмеянова Российской академии наук; заявл. 25.12.2007; опубл.27.02.2009.

74. Пат. 2281300 Российская Федерация. Композиция для биомедицинского материала, способ его получения и материал биомедицинского назначения / Краснов А.П., Топольницкий О.З., Афоничева О.В.. ; Патентообладатель: Институт элементоорганических соединений имени А.Н. Несмеянова Российской академии наук; заявл. 03.03.2005; опубл. 10.08.2006.

75. Н. Сонджайтам. Повышение износостойкости сверхвысокомолекулярного полиэтилена при абразивном изнашивании, сухом трении и граничной смазке введением неорганических микро- и нано-наполнителей: автореф. дис. насоиск. учен. степ. канд. техн. наук (05.16.09) / Наронгрит Сонджайтам; - Томск, 2013.-20 с.

76. Zhаng, W., Zhаng, X., Liang, M., Lu, C., Mechаnochemical prepаration of surface-асеtylated cellulose powder to enhаnce mechanical properties of cellulose-filler-reinforced NR vulcanizates. ^mpos // Sci. Technоl. - 2008, - vоl. 68. -p. 24792484.

77. Zu-Qiаng Huang, Xuаn-Haу Li, Zhаng-Fа Tоng, Effect of me^nica activаtion on phуsicо-chemical prоperties and structure оf cassava starch // Cаrbohydrate Polymеrs. - 2007.- vol. 68. - p. 128-135.

78. Гросберг А.Ю. Физика в мире полимеров / Гросберг А.Ю., Хохлов А.Р. - М.: Наука, 1989. -с. 151-167.

79. T. Schuman, A. Hiltner, E.V. Stepanov, G. Capaccio, E. Baer // Macromolecules. - 1998. - Volume 31. -p. 4551.

80. Wunderlich B., Czornyj. G. A study of equilibrium melting of polyethylene // Macromolecules. - 1977. - Volume 10. - Issue 5. - p. 906-913.

81. S.S. Gorelik. Rentgenograficheskij i jelektronno-opticheskij analiz / S.S. Gorelik, L.N. Rastorguev, J.A. Skakov. -Moscow: MISiS, 2002. - 250 c.

82. F.S. Senatov, A.A. Baranov, D.S. Muratov и др. Microstructure and properties of composite materials based on UHMWPE after mechanical activation // Journal of Alloys and Compounds. - 2014. - Volume 615. - Supplement 1. - p. 573-577.

83. Охлопкова А.А., Соколова М.Д., Слепцова С.А., Петрова П.Н. Создание полимерных композиционных материалов для обеспечения надежности транспортной техники в условиях холодного климата // Вестник северовосточного федерального университета им. М.К. Аммосова. - 2006. - № 3. - с. 60-70.

84. Пат. 2403269 Российская Федерация. Способ изготовления полимерного нанокомпозиционного материала и материал, изготовленный этим способом / Герасин В.А., Антипов Е.М., Калошкин С.Д. и др.; заявитель и патентообладатель Учреждение РАН Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН (ИНХС РАН); заявл. 2008140835/05- 15.10.2008; опубл. 20.04.2010.

85. Сурат В. Повышение износостойкости сверхвысокомолекулярного полиэтилена при сухом трении скольжения введением микро- и нанонаполнителей и обработкой в планетарной шаровой мельнице: автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук (05.16.09) / Сурат Ваннасри; - Томск, 2013. - 20 с.

86. K.E. Russell. Free radical graft polymerization and copolymerization at higher temperatures / K.E. Russell. - Prog Polym Sci: 2002. - 27 (6). - p. 2007-1038.

87. YamamotoM., KatoK., IkadaY. infrastructure of the interface between cultured osteoblasts and surface-modified polymer substrates Journal of Biomedical // Materials Research. - 1997. - Volume 37. - Issue 1. - p. 29-36.

88. Kelly A. Davis and Krzysztof Matyjaszewski. Statistical, Gradient, Block, and Graft Copolymers by Controlled / Living Radical Polymerizations // Advances in Polymer Science. - 2002. - Vol. 159. - р. 107-152.

89. Yaling Deng, Dangsheng Xiong, Silong Shao. Study on biotribological properties of UHMWPE grafted with MPDSAH // Materials Science and Engineering: C. - 2013.- Volume 33. - Issue 3. - p. 1339-1343.

90. Сомпонг П. Структура, механические и триботехнические свойства нанокомпозитов на основе условно химически модифицированного Сверхвысокомолекулярного полиэтилена: автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук (05.16.09) / Сомпонг пирияон; - Томск, 2012. - 176 с.

91. L Zsidaia, De Baetsb, G Kalacskaa, Van Peteghemb, Van Parys. The tribological behaviour of engineering plastics during sliding friction investigated with small-scale specimens // Wear. - 2002. - Vol. 253, - Issues 5-6. -p. 673-688.

92. K. Miyashi. Solid lubrication fundamentals and applications // Marcal Dekker, Inc., New York. - 2001. -p. 5-10.

93. Wang Y. Liu Z. Tribological properties of high temperature self-lubrication metal ceramics with an interpenetrating network // Wear. - 2008. - Volume 265. - Issue 11-12. - p. 1720-1726.

94. Tunay R.F., Kurbanoglu C. Investigation of the tribological properties of Cu-based porous bearings // Industrial Lubrication and Tribology. - 2012. - Volume 64. - Issue 2. -p 111-119.

95. Zhu Y., Wang G., Wang H., Zhang S., Yang S. Tribological properties of porous PPS/PTFE composite filled with mesopore titanium oxide whisker // Journal of Applied Polymer Science. - 2013. - Volume 129. - Issue 4. - p. 2321-2327.

96. Z.M. Liu. Elevated temperature diffusion self-lubricating mechanisms of a novel cermet sinter with orderly micro-pores // Wear. - 2007. - 262. - p. 600-606.

97. J.P. Song, M. Valefi, M. de Rooij, D.J. Schipper. A mechanical model for surface layer formation on self-lubricating ceramic composites // Wear. - 2010. - 268. -p. 1072-1079.

98. H.Y. Wang, G.Y. Wang, S. Zhang. Tribological performances on porous polyphenylene sulfide self-lubricating composites with super wear resistance // J. Thermoplast. Compos. Mater. - 2014. - 27. - p. 82-92.

99. Z. Pawlak, T. Kaldonski, R. Pai. A comparative study on the tribological behaviour of hexagonal boron nitride (h-BN) as lubricating micro-particles—an additive in porous sliding bearings for a car clutch // Wear. - 2009. - vol. 267. - p. 1198-1202.

100. F. Li, K.A. Hu, J.L. Li, B.Y. Zhao. The friction and wear characteristics of nanometer ZnO filled polytetrafluoroethylene // Wear. - 2002. - vol. 249. - p. 877-882.

101. X.H. Cheng, Y.J. Xue, C.Y. Xie. Tribological investigation of PTFE composite filled with lead and rare earths-modified glass fiber // Mater. Lett. - 2003. -vol. 57. -p. 2553-2557.

102. D. Xiang, Z. Yao, J. Wen. Experimental investigation on dry frictional behavior of the two self-lubricating composites under heavy loading conditions // Mater. Lett. - 2005. - vol. 59. -p. 2352-2356.

103. H. Unal, U. Sen, A. Mimaroglu. Dry sliding wear characteristics of some industrial polymers against steel counterface // Tribo. Int. - 2004. - vol. 37. -p. 727-737.

104. J. Khekar, I. Negulescu, E.I. Meletis. Sliding wear behavior of PTFE composites // Wear. - 2002. - vol. 252. - p. 361-369.

105. W.G. Sawyer, P. Bhimaraj, K.D. Freudenberg. A study on the friction and wear behavior of PTFE filled with alumina nanoparticles // Wear. - 2003. - vol. 254. - p. 573-580.

106. T.A. Blanchet, F.E. Kennedy. Slliding wear mechanism of polytetrafluoroethylene (PTFE) and PTFE composites // Wear. - 1992. - vol. 153. -p. 229-243.

107. Zhining Jiaa, Yulin Yanga. Self-lubricating properties of PTFE/serpentine nanocomposite against steel at different loads and sliding velocities // Composites Part B: Engineering. - 2012. - Volume 43. - Issue 4. - p. 2072-2078.

108. Yunxia Wang, Fengyuan Yan. A study on tribological behavior of transfer films of PTFE/bronze composites // Wear. - 2007. - vol. 262. -p. 876-882.

109. Jeong-Yeop Lee, Dong-Phill Lim, Dae-Soon Lim. Tribological behavior of PTFE nanocomposite films reinforced with carbon nanoparticles // Compos Part B, -2007. - vol. 38. -p. 810-816.

110. Li Chang, Zhong Zhang, Lin Ye, Klaus Friedrich. Tribological properties of epoxy nanocomposites: III. Characteristics of transfer films // Wear. - 2007. - vol. 262. -p. 699-706.

111. Zhijiang Wanga, Lina Wua, Yulin Qic, Wei Caib, Zhaohua Jianga. Self-lubricating Al2O3/PTFE composite coating formation on surface of aluminium alloy // Surface and Coatings Technology. - 2010. - Volume 204. - Issue 20. -p. 3315-3318.

112. Пат. 2241722 Российская Федерация. Самосмазывающаяся антифрикционная композиция. Башкиров О.М., Миньков Д.В., Донцов А.М. Патентообладатель: ООО "Научно-производственное объединение "Орион В ДМ"; заявл. 15.09.2003. опубл. 10.12.2004.

113. Пат. 2237690 Российская Федерация. Полимерная композиция для антифрикционного материала. Краснов А.П., Рашкован И.А., Казаков М.Е., Афоничева О.В. и др. Патентообладатель: Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН ^ЩООО НПЦ "УВИКОМ"; заявл. 23.04.2003 опубл. 10.10.2004.

114. Lei Y, Guo J L, Zhang Y X. Characteristic analysis of nano-Al2O3 filled ultra-high molecular weight polyethylene composites worn surface // Lubrication Engineering. - 2006. - vol. 182. - p. 65-67.

115. Tong J, Arnell R D, Ren L Q. Free abrasive wear behavior of UHMWPE composites filled with wollastonite fibers. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. - 2006. - vol. 37. -p. 38-45.

116. P.R. Buseck, V.V. Kovalevski and J.M. Cowtey. Comparison of cаrbon in shungte rocks to о^г natural cаrbons: An X-ray and TEM study // Cаrbon. - 2001. -Vоl. 39. - No. 2. -p. 243-256.

117. Панин С.В., Корниенко Л.А., Нгуен Суан Т., Иванова Л.Р., Полтаранин М.А., Шилько С.В. Износостойкость композитов на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена, наполненных микрочастицами графита и дисульфида молибдена // Трение и износ. - 2014 (35). - № 4. - p. 442-452.

118. Panin S.V., Kornienko LA., Poltaranin M.A., Ivanova L.R., Shilko S.V. The role of micro- and nanofillers in abrasive wear of composites based on ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) // International Journal of Engineering Science and Innovative Technology. - 2014. - Volume 3. - Issue 2. -p. 532 -544.

119. Быков В.А., Дубинская В.А. Исследование влагообме-на стеариновой кислоты, кальция стеарата и магния стеарата // Химико-фармацевтический журнал. - 2010. - №2. - c. 41-45.

120. Characterization of mesophases [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://olla.ichf.edu.pl/lect/SS2005/Binnemans lecture2.pdf.

121. The Mineral Molybdenite [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://mineral. galleries. com/minerals/sulfides/molybden/molybden.htm.

122. George Wуpуch. Handbоok of Filllers. / George Wуpуch Toronto. - Ont., Cаnada: - 2nd Editions, ChеmTеc Publishing, 2000, - 690 p.

123. Свойства сверхвысокомолекулярного полиэтилена [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://studopedia.ru/2_70960_svoystva-sverhvisokomolekulyarnogo-polietilena.html.

124. Высокомолекулярный полиэтилен и его виды http://ftoroplastsib.ru/production/2c2dd6873a9e11e0b6b6ab8db8bd92b8.jdx.

125. Технология и порошковые композиции для изготовления объемных изделий из сверхвысокомолекулярного полиэтилена с микро- и наноструктурными наполнителями [Электронный ресурс]. - Режим доступа:

http://inotomsk.ru/projects/tekhnologiya-i-poroshkovye-kompozitsii-dlya-izgotovleniya-obemnykh-izdeliy-iz-sverkhvysokomolekulyar.

126. Баричев А.П. Физические величины: справочник под. Ред. Григорьева И.С., Мейлихова Е.З. / Баричев А.П., Бабушкина Н.А, Братковкий А.М. и др. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 1232 с.

127. Фторопласт - описание свойств от показателей [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.ftoroplast.com.ru/reference/svoistva.

128. Свойства фторопласта-4 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http: //ftorplast.ru/characteristic_ft.html.

129. Таблица физических величин. Справочник. Под ред. Акад. И.К. Кикоина. - М., Атомиздат, 1976, - 1008 с.

130. Кнунянц И.Л. Химическая энциклопедия / Кнунянц И.Л. и др. - М.: Советская энциклопедия, 1988, - т.1 А-Дарзана. - 623 с.

131. Основные свойства природного графита [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://www.catalogmineralov.rn/article/178.html.

132. G.L. Miessler and D.A. Tarr. Inorganic Chemistry, 3rd Ed. — Pearson / Prentice Hall publisher, - 2004. - ISBN 0-13-035471-6.

133. Рабинович В.А. Краткий химический справочник / Рабинович В.А., Хавин З.Я. - Л.: Химия, 1977, - с. 81.

134. Measurement of the anisotropic thermal conductivity of molybdenum disulfide by the time-resolved magneto-optic Kerr effect // Journal of applied physics. -2014. - vol. 116. - p. 233107.

135. Фигуровский Н.А. Открытие элементов и происхождение их названий / Фигуровский Н.А. - М., Наука, 1970. - 268 p.

136. Пат. 2259993 Российская Федерация. Способ получения стеарата кальция / Дмитриев Ю.К., Рысаев У.Ш., Рысаев В.У. и др.; заявитель и патентообладатель: Закрытое акционерное общество "Каустик". Начало действия патента: 29.03. 2004; опубл. 10.09.2005.

137. Calcium stearate [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://kovka-dveri.com/metal_stroitelstvo0084qq0840.html.

138. Стеарат кальция [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http: //ehpnn.ru/content/view/14/10.

139. Jussi O. Koskilinna, Mikko Linnolahti, Tapani A. Pakkanen. Friction coefficient for hexagonal boron nitride surfaces from ab initio calculations // Tribology Letters. - 2006. - Volume 24. - Issue 1. - p. 37-41.

140. Нитрид бора [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://megabook.ru/article/бора нитрид.

141. T.P. Crane. Magnetic Relaxation Properties of Helium-3 Adsorbed on Hexagonal Boron Nitride / T.P. Crane and B.P. Cowan. - Physical Review B 62 (17), 2000. - 26 p.

142. Нитрид бора [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/нитрид бора.

143. Yeong-Seok Zoo, Jeong-Wook An, Dong-Phil Lim, and Dae-Soon Lim Effect of carbon nanotube addition on tribological behavior of UHMWPE // Tribology Letters. - 2004. Vol. 16. - No. 4. - p. 146-160.