Разработка двухслойных материалов на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена и эластомеров тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.09, кандидат наук Дьяконов Афанасий Алексеевич

• Дьяконов Афанасий Алексеевич
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Дьяконов Афанасий Алексеевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Модификация эластомерных материалов

1.2. Виды адгезионных взаимодействий

1.3. Соединение эластомеров с металлами и полимерами

1.3.1. Крепление резины к металлам

1.3.2. Поверхностная модификация эластомеров

1.3.3. Крепление эластомеров к полимерам

1.4. Анализ совместимости эластомеров со сверхвысокомолекулярным полиэтиленом

1.4.1. Метод горячего прессования для получения двухслойных материалов из сверхвысокомолекулярного полиэтилена и резин

1.4.2. Влияние ингредиентов резиновой смеси на взаимодействие резин со сверхвысокомолекулярным полиэтиленом

1.5. Выводы к главе

ГЛАВА II. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Объекты исследования

2.2. Методики исследований

ГЛАВА III. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЭЛАСТОМЕРОВ СО СВЕРХВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫМ ПОЛИЭТИЛЕНОМ

3.1. Разработка технологии изготовления двухслойных материалов на основе эластомеров и сверхвысокомолекулярного полиэтилена

3.2. Влияние активности технического углерода на свойства эластомерных материалов и взаимодействие со сверхвысокомолекулярным полиэтиленом

3.3. Влияние дифенилгуанидина на свойства эластомерных материалов и их

взаимодействие со сверхвысокомолекулярным полиэтиленом

3.4. Структурные особенности взаимодействия эластомеров со сверхвысокомолекулярным полиэтиленом

3.5. Выводы к главе III

ГЛАВА IV. РАЗРАБОТКА ДВУХСЛОЙНОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ

ПРОМЫШЛЕННО ВЫПУСКАЕМОЙ РЕЗИНЫ И ТЕХНОЛОГИИ НАНЕСЕНИЯ ТОНКОГО ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ ИЗ СВЕРХВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНОГО ПОЛИЭТИЛЕНА НА ЭЛАСТОМЕР

4.1. Разработка двухслойного материала на основе резины В-14 и сверхвысокомолекулярного полиэтилена

4.1.1. Технология изготовления двухслойного материала на основе резины

В-14 и сверхвысокомолекулярного полиэтилена

4.1.2. Свойства модифицированных резин В-14 и их влияние на адгезионное взаимодействие со сверхвысокомолекулярным полиэтиленом

4.1.3. Влияние модификации резины В-14 на коэффициент температурного расширения

4.2. Разработка технологии нанесения тонкого защитного покрытия из сверхвысокомолекулярного полиэтилена на резину

4.2.1. Технология нанесения тонкого защитного покрытия на эластомер

4.2.2. Исследование свойств эластомерных материалов с тонким защитным покрытием

4.3. Выводы к главе IV

ГЛАВА V. СТЕНДОВЫЕ ИСПЫТАНИЯ И ВНЕДРЕНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ МАТЕРИАЛОВ В ПРЕДПРИЯТИЯ РЕСПУБЛИКИ САХА (ЯКУТИЯ)

5.1. Испытание двухслойных материалов в реальных условиях эксплуатации

5.2. Испытание материалов с тонким защитным покрытием и внедрение в предприятие г. Якутска

5.3. Выводы к главе V

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка двухслойных материалов на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена и эластомеров»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы: Интенсивное внедрение полимерных материалов в различные отрасли промышленности налагает все более высокие требования к свойствам полимеров. Помимо синтеза новых видов полимеров, эффективным способом разработки материалов с улучшенным комплексом свойств является разработка двухслойных полимерных материалов на основе разных полимерных матриц. Преимуществом двухслойных материалов является возможность сочетания в одном материале свойства двух кардинально отличающихся материалов. Например, резины и термопласта. Зачастую, вследствие относительно низких механических и триботехнических показателей, атмосферо- и агрессивостойкости резины имеют определенные ограничения в применении и сроках эксплуатации. Поэтому усиление эластомерных материалов другими полимерами, обладающими более высокими механическими свойствами и высокой стойкостью к воздействию агрессивных сред в широком интервале температур, представляет собой перспективное направление. На сегодняшний день одним из полимерных материалов, обладающих высокими прочностными свойствами в сочетании с высокой стойкостью к химическим реагентам в широком интервале рабочих температур и способных существенно повысить эксплуатационные характеристики резин, является сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ). Однако, в силу своих особенностей, во многом обусловленных большим молекулярным весом, СВМПЭ не поддается многим технологическим способам переработки, а также практически не вступает во взаимодействие с другими материалами, в том числе с резинами. В связи с этим повышение адгезионного взаимодействия между резиной и СВМПЭ является актуальной научной проблемой, на решение которой направлено данное диссертационное исследование.

Актуальность работы подтверждается тем, что исследования проводились в рамках планов НИР РАН и СВФУ, предусмотренных по следующим научно-исследовательским программам: Приоритетное направление СО РАН: V.45.

Научные основы создания новых материалов с заданными свойствами и функциями, в том числе высокочистых и наноматериалов; Программа ФНИ СО РАН V.45.2. Химические проблемы создания новых функциональных материалов, наноструктурированных покрытий и композитов для различных областей применения; Проект «V.45.2.1. Исследование физико-химических особенностей формирования морозостойких композиционных материалов и прогнозирование их долговечности в условиях холодного климата» на 2013-2016 гг. (Номер госрегистрации 01201356856); Госзадание Минобрнауки РФ в сфере научной деятельности в рамках проектной части № 11.512.2014/К., проект «Разработка технологий создания структурированных композитов с адаптивными к условиям эксплуатации свойствами» на 2014-2016; х/д с компанией Changchun Zhongke Applied Chemistry Materials Co., Ltd (КНР) по разработке морозостойких эластомерных материалов (2015-2016 гг.); Госзадание Минобрнауки РФ в сфере научной деятельности № 11.1557.2017/ПЧ «Исследование механизмов адаптации полимерных нанокомпозитов к внешним воздействиям и разработка методов их регулирования» на 2017-2019 гг.

Цель работы: разработка двухслойных материалов на основе эластомеров и сверхвысокомолекулярного полиэтилена с высокой адгезией между слоями.

Для достижения цели поставлены и решены следующие основные задачи:

1. Провести анализ существующих методов поверхностной модификации эластомеров и путей повышения их адгезии с другими материалами;

2. Исследовать влияние активности технического углерода и ускорителя вулканизации на адгезионную прочность между слоями СВМПЭ и резин на основе различных каучуков;

3. Разработать способы изготовления двухслойных полимерных материалов с высокой адгезией между слоями и различной толщиной защитного покрытия из СВМПЭ;

4. Провести объемную модификацию эластомерной матрицы частицами СВМПЭ для улучшения адгезионного взаимодействия со слоем из СВМПЭ. Исследовать

термические, физико-механические свойства двухслойного материала, прочность и структуру межфазной границы в зависимости от содержания СВМПЭ в эластомерном слое;

5. Исследовать влияние технологического режима изготовления эластомерных материалов с тонким защитным покрытием из СВМПЭ на физико-механические свойства и структуру межфазной границы;

6. Провести опытные испытания и мероприятия по внедрению разработанных материалов.

Научная новизна работы:

1. Установлен факт повышения адгезионного взаимодействия между СВМПЭ и резинами на основе бутадиен-нитрильного, изопренового и бутадиен-стирольного каучуков в 1,5-3,0 раза вследствие образования сульфидных связей между макромолекулами СВМПЭ и каучука при применении дифенилгуанидина (ДФГ) в качестве ускорителя вулканизации резиновых смесей;

2. Установлена зависимость физико-механических свойств и стойкости к абразивному износу бутадиен-нитрильной резины с тонким защитным слоем из СВМПЭ от параметров процесса формирования вулканизационной сетчатой структуры резины. Доказана целесообразность проведения процесса вулканизации в две стадии, включая стадию предварительной вулканизации для обеспечения регулируемого равномерного по толщине слоя из СВМПЭ;

3. Установлено, что введение частиц СВМПЭ в материал эластомерного слоя позволяет снизить разницу в коэффициентах температурного расширения между резиной и защитного слоя СВМПЭ, что позволяет предотвратить разрушение двухслойных полимерных материалов по межфазной границе при температурных колебаниях в процессе эксплуатации изделий.

Практическая значимость полученных результатов:

Разработан двухслойный полимерный материал (Патент РФ № 2615416) на основе резины и СВМПЭ, который благодаря высокой эластичности резины и уникальным свойствам СВМПЭ (высокие прочностные свойства,

износостойкость, низкий коэффициент трения, высокая прочность к разрушению до -180оС и т.д.) способен применяться в качестве уплотнений подвижных и неподвижных соединений, а также уплотнений, выполняющих функции командно-регулирующих устройств (клапана, мембраны, диафрагмы и т.д.), работающих в различных агрессивных средах и при повышенных давлениях в широком интервале рабочих температур;

Разработан способ нанесения на резину тонкого (50-100 мкм) защитного покрытия из СВМПЭ (Патент РФ № 2641816), позволяющий повысить стойкость к абразивному воздействию до 5 раз при сохранении физико-механических свойств резины;

На основе разработанных материалов изготовлены резинотехнические изделия (РТИ), которые прошли опытные испытания и внедрены на предприятиях Республики Саха (Якутия) - АО «Водоканал» и ФКУ СИЗО-1 УФСИН, а также изготовлены и успешно прошли эксплуатационные испытания РТИ в виде амортизационных втулок и сайлентблоков для легковых автомобилей Toyota Ipsum и Toyota Land Cruiser 80.

Достоверность полученных результатов обеспечивается сопоставимостью теоретических положений физикохимии полимерных материалов с практическими результатами исследования, их воспроизводимостью, использованием современных, взаимодополняющих друг друга экспериментально-аналитических методов и испытаний, применением сертифицированных приборов и оборудования. Основные результаты и выводы диссертационной работы опубликованы в журналах и докладывались на научных конференциях.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Увеличение адгезии между СВМПЭ и эластомерами на основе бутадиен-нитрильного, изопренового, бутадиен-стирольного каучуков за счет образования сульфидных связей между каучуком и СВМПЭ при использовании в качестве ускорителя вулканизации ДФГ;

2. Способ получения двухслойного полимерного материала, основанный на предварительном введении частиц СВМПЭ в резиновую смесь (основы эластомерного слоя), что позволяет регулировать линейные размеры соединяемых материалов и избежать их разрушения по межфазной границе при изменениях температуры;

3. Способ нанесения тонкого защитного покрытия из СВМПЭ на бутадиен-нитрильную резину, результаты физико-механических свойств, агрессиво- и износостойкости резин с защитным покрытием.

Апробация результатов диссертации. Основные результаты исследований докладывались и обсуждались на международных и российских конференциях: «Неорганическая химия - фундаментальная основа в материаловедении керамических, стеклообразных и композиционных материалов» (г. Санкт-Петербург, 2016 г.), «Эрэл-2016. Секция: технических наук» (г. Якутск, 2016 г.), «XX Лаврентьевские чтения. Секция: технические науки и науки о земле» (г. Якутск, 2016 г.), International symposium on Innovation and Technology (Shandong, China, 2017 г.), XXII Научно-практическая конференция «Резиновая промышленность: сырье, материалы, технологии», (г. Москва, 2017 г.), IV Всероссийская научно-практическая конференция, посвященная памяти чл.-корр. РАН Новопашина М.Д. (г. Якутск, 2017 г.), «Перспективные материалы с иерархической структурой для новых технологий и надежных конструкций» ИФПМ СО РАН (г. Томск, 2017 г.), VIII Евразийский симпозиум по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата (г. Якутск, 2018 г.), V Всероссийская конференция с международным участием "Полярная механика" (г. Новосибирск, 2018 г.), Международный форум инновационного развития «Открытые инновации» (г. Москва, Сколково, 2018 г.).

Личный вклад автора. Основные результаты диссертационной работы получены автором лично. Соавторы научных публикаций по теме диссертации участвовали в постановке задач, обсуждении результатов. Автор выражает

благодарность А. А. Охлопковой и М. Д. Соколовой за конструктивные советы и замечания.

Публикации. Основные положения и результаты исследований отражены в 14 научных работах, включающих 3 статьи в научных журналах из перечня ВАК, 2 статьи в изданиях из базы данных Web of Science и Scopus, 7 публикаций в сборниках трудов конференций и 2 патента РФ.

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 1.1. Модификация эластомерных материалов

На сегодняшний день разработано большое количество разнообразных полимерных материалов [1], однако задача по созданию новых по своим характеристикам функциональных и конструкционных материалов остается по-прежнему актуальной.

Для надежной работы резинотехнических изделий (РТИ) в экстремальных климатических условиях эластомерные материалы должны обладать повышенным уровнем эксплуатационных характеристик. Возникает потребность в резинах с высокой морозостойкостью, прочностью и стойкостью к воздействию углеводородных сред. Сочетание в одном эластомерном материале комплекса разных по своей природе свойств, таких как высокие физико-механические, износостойкие, релаксационные и низкотемпературные характеристики -непростая задача.

В основном, улучшение эксплуатационных характеристик полимерных материалов достигается двумя способами - объемной и поверхностной модификациями.

Объемная модификация материалов (рис.1.1) осуществляется путем введения модификаторов в полимерные и резиновые смеси, что приводит к изменению свойств материалов, таких как прочность, удлинение, износостойкость, агрессивостойкость и пр. Объемная модификация путем добавления в резиновую смесь минеральных наполнителей, полимерных материалов, углеродных нанотрубок и т.д., широко используется для увеличения срока эксплуатации [2-4]. Вместе с тем объемная модификация полимерных материалов также может быть произведена путем введения различных наполнителей в матрицу: сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ), политетрафторэтилена (ПТФЭ), полипропилена, полиэтилена и т.д. [5-8].

- модифицирующие до&авки Рисунок 1.1 - Объемная модификация

Поверхностная модификация осуществляется путём нанесения на резину наружного защитного слоя (рис.1.2). Известны разные способы нанесения покрытий, такие как, например, метод плазмохимического травления, напыление тугоплавких металлов, покрытие лаком, фторирование резины и т.д. [9-12]. Основное назначение поверхностного покрытия резины заключается в повышении износостойкости, агрессивостойкости, а в некоторых случаях происходит и увеличение прочности эластомеров при разрыве.

^ - поверхностно модифицирующий слон

- поверхностно-модифицирующее слой при увеличении

Рисунок 1.2 - Поверхностная модификация

Совмещение полимерных материалов (рис.1.2), являющихся разными по своей химической природе, позволяет приводить к дополнительным функциональным свойствам конструкционных материалов. При совмещении компонентов композиционной системы немаловажную роль играет химическая

природа материалов, оказывающая влияние на способность к взаимодействию друг с другом.

Одним из путей создания двухслойных полимерных материалов является совмещение эластомера с термопластами или термореактивными полимерами, которые могут сочетать в себе прочность, износостойкость, твердость, с одной стороны, и высокоэластичность с другой стороны. Например, изготовление резинометаллических изделий производится путем крепления резины к металлу для получения определенного сочетания свойств функциональных изделий [13, 14]. Работоспособность таких материалов будет зависеть от надежности соединения слоев, характеризуемого адгезионной прочностью между материалами.

Одним из главных критериев в процессе модификации полимеров является взаимодействие с наполнителями, покрытиями и совмещаемыми материалами. Соединение между материалами реализуется за счет различных видов адгезионного взаимодействия.

1.2. Виды адгезионных взаимодействий

Адгезионное взаимодействие происходит между разнородными веществами: при введении модифицирующих добавок в полимерную матрицу, склеивании материалов, нанесении покрытий, изготовлении двухслойных или многослойных полимерных материалов и пр. Каждые совмещаемые полимерные материалы обладают своими определенными свойствами, но все они должны образовывать прочное соединение для повышения надежности при эксплуатации изделий из них.

Образование адгезионного соединения между материалами обычно разделяют на две стадии:

1) образование плотного контакта между адгезивом и субстратом;

2) образование межмолекулярного взаимодействия между адгезивом и субстратом.

Процесс образования адгезионного соединения между полимерами происходит по различным механизмам взаимодействия. Совмещение двух

полимерных материалов, отличающихся по своим химическим свойствам, может быть осуществлено разными способами, определяющимися из функционального назначения изделия, конструкционными особенностями, химической природой и т.д. При объяснении адгезионного взаимодействия между контактирующими телами рассматриваются несколько основных теорий: механическая, электронная, диффузионная, адсорбционная, химическая.

На прочность адгезионного соединения материалов оказывает влияние не только химическая природа, но и технологические факторы - давление, температура, время выдержки под давлением и т.д. В некоторых случаях адгезионное взаимодействие может превышать когезионную прочность самих материалов, то есть разрушение проходит внутри материала, имеющего менее прочные свойства.

Механическое взаимодействие. Под механической адгезией принято понимать процесс проникновения макромолекул полимеров в поры подложки, что приводит к заклиниванию материалов. Затвердевание адгезива в микропорах обеспечивает механическое сцепление материалов (рис.1.3). Глубина проникновения адгезива в микропоры напрямую зависит от приложенного давления при его нанесении. Такой вид адгезии применяется в основном к пористым поверхностям [15]. Для улучшения взаимодействия субстрата и адгезива проводится предварительная подготовительная работа в виде придания микрорельефа поверхности субстрата, а также удаления воздуха и влаги, присутствующих в углублениях. Для этого изначально производится обработка поверхности грубым абразивом с целью образования крупных пор. Далее следует нанесение полимерного материала в вязкотекучем состоянии, который проникает в поры. Проникновение адгезива зависит от способности к смачиваемости поверхности субстрата. Во время отверждения полимер принимает форму пор, что обеспечивает сцепление материалов. Механическая адгезия образуется в процессе свободного проникновения адгезива в поверхностные поры субстрата и дальнейшем застывании.

АДГЕЗИВ СУБСТРАТ

Рисунок 1.3 - Механическое адгезионное взаимодействие

Прочность механической адгезии увеличивается с ростом шероховатости поверхности субстратов. Прежде всего, это связано с удалением непрочных поверхностных слоев и увеличением площади контакта. Теория механического склеивания материалов раскрывает не все аспекты адгезионного взаимодействия, так как эффективное сцепление происходит и между гладкими поверхностями.

Электронное взаимодействие. Согласно электронной теории взаимодействие происходит при помощи электрических сил между адгезивом и субстратом, образующихся в результате соприкосновения [16,17]. В процессе соприкосновения поверхностей на границе взаимодействия происходит выравнивание уровней заряда Ферми, что оказывает влияние на адгезию. По данной теории при таком контакте происходит электронный обмен между адгезивом и субстратом, то есть один из них является акцептором, а другой -донором электронов [18]. Электроны проходят через межфазную границу и встраиваются в материал, выступающий как акцептор, другой материал при этом заряжается положительно. В результате чего происходит образование разно-полярно заряженных систем, которые притягиваются. Схематичное электронное взаимодействие представлено на рис.1.4.

АДГЕЗИВ

+++++++++++++++++++++++++++

СУБСТРАТ

Рисунок 1.4 - Электронное взаимодействие

Процесс образования электрического диполя на границе взаимодействия происходит за счет переориентации молекул. Образование ориентированных слоев происходит между слоями «субстрат-адгезив», независимо от того, является ли соединяемый материал стеклом, полимером, металлом и т. д. При взаимодействии полимеров с материалами разной химической природы образуется двойной электрический слой на границе раздела за счет образования донорно-акцепторных, химических, водородных связей, а также дипольно-ориентированных молекул. В процессе быстрого разрушения адгезионного соединения возникает электрический разряд вследствие того, что создается электростатическое поле, и при резком разрыве заряды не успевают стекать.

В некоторых исследованиях указывается, что электронное взаимодействие, возникающее на границе между материалами, является скорее следствием, а не причиной адгезионного взаимодействия. Так же подчеркивается, что электрические силы при взаимодействии не вносят существенного вклада в прочность межфазного взаимодействия.

Адсорбционное взаимодействие. Адсорбционная адгезия происходит вследствие межмолекулярного взаимодействия между склеиваемыми материалами, которое зависит от удельной поверхности и полярности адгезива. Однако полярные адгезивы могут применяться и при склеивании неполярных материалов [19-21]. Данная теория рассматривает взаимодействие адгезива и субстрата как физико-химический процесс, в котором учитываются термодинамическая совместимость полимеров.

Образование адсорбционного взаимодействия происходит в два этапа (рис.1.5). Первый этап состоит в «транспортировании» адгезива на склеиваемую поверхность, для чего могут применяться вспомогательные факторы: пластификаторы, растворители, температура и давление. Второй этап заключается в образовании адсорбционного взаимодействия за счет возникновения Ван-Дер-Ваальсовых сил, вследствие чего образуется притяжение между адгезивом и субстратом.

Рисунок 1.5 - Адсорбционное взаимодействие

Увеличение адгезионной прочности происходит за счет образования большого количества связей между контактирующими поверхностями. Вероятность возникновения адсорбционного взаимодействия между адгезивом и субстратом определяется химическим строением вещества, удельной поверхностью.

Диффузионное взаимодействие. В основе совмещения термодинамически совместимых полимеров лежит диффузионное взаимодействие полимеров (рис.1.6), приводящие к взаимопроникновению макромолекул с образованием прочной связи [22, 23]. В процессе нагревания полимерные материалы переходят в вязкотекучее состояние и взаимопроникают друг в друга, вследствие чего исчезает межфазная граница между поверхностями, и образуется прочная спайка.

Рисунок 1.6 - Диффузионное адгезионное взаимодействие

Образование диффузионного взаимодействия между полимерными материалами происходит при двух условиях:

- термодинамическая совместимость, что обеспечивает взаимопроникновение макромолекул полимеров друг в друга;

- кинетическая совместимость, что обеспечивает подвижность макромолекул при взаимопроникновении.

Особое внимание стоит уделить диффузионному процессу проникновения полимеров друг в друга, так как в основе их взаимодействия лежит взаимопроникновение макромолекул, определяемое их химической природой. Термодинамически несовместимые полимеры не могут образовать равновесную систему между собой. В процессе нагревания макромолекулы полимера получают тепловую энергию, которая преобразуется в кинетическую энергию, что приводит к повышению степеней свободы [24]. С увеличением подвижности макромолекулы переплетаются между собой, образуя при остывании прочное соединение. Диффузионное взаимодействие определяется не только химическим строением соединяемых материалов, но и температурой, давлением и временем формирования соединения.

Химическое взаимодействие. Теория химической адгезии рассматривает взаимодействие субстрата и адгезива как результат образования новых химических связей через границу раздела фаз между компонентами (рис.1.7). Образование соединения происходит по индивидуальной модели, поскольку каждый случай адгезии реализуется по разным механизмам.

В процессе соединения материалов химические связи образуются нечасто. Обычно склеивание происходит в условиях, при которых возникновение связей становится невозможным. При образовании соединений химические реакции протекают как на поверхности материалов, так и внутри объема материалов, при этом оказывая влияние на физико-механические свойства. В некоторых работах отмечается [15], что нельзя провести резкую границу между адгезией, обусловленной взаимодействием физическими силами и адгезией, образованной химическими связями.

АДГЕЗИВ

СУБСТРАТ

Рисунок 1.7 - Химическое адгезионное взаимодействие

Наиболее прочная адгезия между соединяемыми материалами возникает в процессе образования химических связей между субстратом и адгезивом, поэтому данный вид взаимодействия предпочтительно реализовывать при совмещении материалов, которые являются термодинамически несовместимыми. Примером данного соединения является взаимодействие резины с металлическими основаниями. В процессе вулканизации резины с металлом образуется прочное адгезионное соединение за счет появления химических связей.

1.3. Соединение эластомеров с металлами и полимерами

Реализация совмещения эластомеров с различными по своей природе материалами открывает широкие возможности для решения множества функционально-конструкционных задач. Это позволяет получать изделия,

обладающие одновременно такими свойствами, как эластичность, твердость, агрессивостойкость, термостойкость и т.д.

Существует большое разнообразие методов соединения эластомеров, подразделяемое по технологии совмещения компонентов, по применяемым физическим или химическим воздействиям, функциональным добавкам и др. Также есть способы нанесения покрытия на резину плазмохимическим напылением, нанесения лакового покрытия, соединения с металлическими оправами, пластмассами и т.д. Выбор способа соединения резины во многом зависит от совмещаемого материала. Для придания определенных улучшающих свойств резиновым изделиям применяются различные методы поверхностного модифицирования.

1.3.1. Крепление резины к металлам

В машиностроении нередко используются изделия, требующие сочетания в себе свойства двух разнородных материалов - резины и металла. В процессе эксплуатации резинометаллических изделий определяющим условием является прочность адгезионного соединения резины с металлом, которая зависит от метода крепления, состава резиновой смеси и дополнительно введенных специальных соединяющих добавок.

Соединение эластомеров с металлами осуществляется двумя методами -горячим и холодным креплением. Основными способами горячего крепления являются латунирование, присоединение через эбонитовую прослойку, а также горячее склеивание в процессе вулканизации с применением клея. Под холодным креплением подразумевается соединение резины с металлом при помощи различных клеев.

Латунирование. Этот метод крепления заключается в нанесении тонкой латунированной прослойки на металлическое изделие перед соединением с эластомером. Данный метод соединения приводит к прочному креплению резины к металлическим изделиям на основе различных сплавов (стали, алюминия, бронзы

и др.), обеспечивая надежную работу при динамических нагрузках, ударах и вибрациях [25].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Дьяконов Афанасий Алексеевич, 2019 год

СПИСОК

получателей грантов Правительства Республики Саха (Якутия) по направлениям Молодежного образовательного форума в 2017 году

№ ФИО грантополучателя Проект Сумма гранта, ! рублей

Направление «Молодые предприниматели»

1 Бочкарсва Анна Александровна Национальная кукла для детей и ее распространение 100 ООО

2 Григорьев Павел Александрович Электронная платформа для образования Ikl4.ru 100 000

3 Тарабукина Веранина Гаврильевна Единственная полиграфия в заполярной Моме 100 000

4 Газизова Лилия Александровна Открытие культурно-досуговой студии «Этноцентр» 50 000

5 Николаева Василина Юрьевна Центр развития детей Корпорация знаний «INTEGRA» 50 000

Направление «Я - ИНЖЕНЕР»

6 Игнатьев Илмаар Максимович Эффективный способ выделения противопожарными преградами помещения складского и технического назначения 100 000

7 Васильева Дарья Вячеславовна Сульфатостойкий поргланцемент с активной минеральной добавкой 100 000

8 Дьяконов Афанасий Алексеевич Увеличение сцепления двухслойного композиционного материала на основе 100 000

2

№ ФИО грантополучатсля Проект Сумма гранта, 0¥блсй

резины и сверхвысокомолекулярного полиэтилена

9 Анисимов Евссй Евсеевич Вспомогательное устройство для автомобиля «гараж-багажник» 100 ООО

1 аправление «Руководители молодежных общественных объединений»

10 Кириллов Артем Семенович Ораторская школа «Урдэл» 50 ООО

1 1 Кулешова Октябрина Никитична Молодежь за семейные ценности 50 000

12 Уваров Александр Максимович Центры дебатов 50 000

13 Андреев Иван Иванович Летняя школа молодого педагога 50 000

Направление «Экология Арктики»

14 Слепцова Валентина Николаевна Экопроект «Светофор» 100 000

15 Данилова Саргылана Владимировна Сквер молодежи в поселке Батагай Верхоянского улуса 100 000

Направление «Рабочая молодежь»

16 Эртюков Николай Миронович Популяризация рабочих специальностей «заточка, реставрация и стилизация ручного режущего инструмента» и «токарь -фрезеровщик» (станки с числовым программным управлением) среди детей среднего школьного возраста 100 000

17 Колтовская Елена Валерьевна Фестиваль «Рабочая молодежь - движущая сила района» 100 000

18 Филиппова Елена Николаевна 1 улусный молодежный образовательный форум «Кадры будущего», посвященный трехлетию Годов Труда и самозанятости населения 50 000