Структура, механические и триботехнические свойства нанокомпозитов на основе модифицированного природными силикатами сверхвысокомолекулярного полиэтилена тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.06, кандидат наук Никифоров, Леонид Александрович

• Никифоров, Леонид Александрович
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Никифоров, Леонид Александрович

Введение........................................................4

Глава 1. Современное состояние вопроса...........................8

1.1 Триботехнические полимерные материалы на основе СВМПЭ....10

1.2 Особенности переработки СВМПЭ............................18

1.2.1 Твердофазная переработка полимеров и композитов......19

1.2.2. Спекание после холодного формования.................21

1.2.3. Горячее прессование.................................23

1.3 Выбор нанонаполнителя для ПКМ............................25

1.4 Виды слоистых силикатов..................................27

1.5 Использование слоистых силикатов в качестве наполнителей

термопластичных полимеров........................................ 31

1.6 Методы модифицирования поверхности наполнителя...........33

Глава 2. Объекты исследования и методики эксперимента..........42

2.1 Структура исследования...................................42

2.2 Объекты исследования.....................................43

2.2.1 Сверхвысокомолекулярный полиэтилен...................43

2.2.2 Наполнители..........................................44

2.3 Технология получения ПКМ и изготовление образцов для

исследований .................................................... 49

2.3.1 Подготовка СВМПЭ.....................................49

2.3.2 Подготовка наполнителя...............................49

2.3.3 Технология модифицирования наполнителя атактическим

полипропиленом..................................................51

2.3.4 Технология модифицирования наполнителя ПАВ...........52

2.3.5 Технология переработки композитов на основе СВМПЭ....52

2.4 Методы исследований......................................53

2.4.1 Исследование деформационно-прочностных свойств ПКМ...53

2.4.2 Исследование триботехнических характеристик ПКМ......53

2.4.3 Исследование физико-химических свойств и структуры ПКМ .... 54

3

2.5 Выводы по главе 2......................................58

Глава 3. Технологические приемы модифицирования слоистых силикатов и разработка триботехнических материалов на их основе...............60

3.1 Применение механической активации каолинита............61

3.2 Модифицирование силикатов компатибилизатором...........67

3.3 Модифицирование силикатов ПАВ..........................69

3.4 Выводы к главе 3.......................................72

Глава 4. Деформационно-прочностные характеристики и особенности механизмов изнашивания ПКМ........................................74

4.1 Деформационно-прочностные характеристики композитов....74

4.2 Триботехнические характеристики ПКМ....................83

4.3 Разработка триботехнических материалов на основе СВМПЭ..92

4.4 Сравнение свойств разработанных материалов с аналогами.95

4.5 Выводы по главе 4......................................98

Глава 5. Исследование структуры ПКМ на основе СВМПЭ и модифицированных слоистых силикатов..............................101

5.1 Исследование ПКМ методом рентгеноструктурного анализа.101

5.2 Микроскопические исследования структуры ПКМ..........109

5.3 Термодинамические характеристики ПКМ..................115

5.4 Дифференциальный термогравиметрический аннализ........121

5.5 Выводы по главе 5.....................................124

Заключение..................................................127

Перечень условных обозначений ..............................130

Список литературы ..........................................131

Приложения..................................................150

4

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Структура, механические и триботехнические свойства нанокомпозитов на основе модифицированного природными силикатами сверхвысокомолекулярного полиэтилена»

Введение

Развитие современного машиностроения связано с применением новых прогрессивных технологических процессов, позволяющих повысить ресурс, надежность машин и оборудования, обеспечить их работоспособность в условиях динамических, статических, контактных нагрузок. Это определяет необходимость разработки новых и совершенствование уже известных технологий упрочнения материалов.

Интерес к созданию полимерных композиционных материалов неуклонно возрастает, поскольку открываются возможности получения новых материалов, сочетающих в себе ряд ценных эксплуатационных и технологических характеристик. Известно, что свойства любого материала зависят от его химического состава и структуры, поэтому исследование структурной организации полимеров имеет первостепенное значение при разработке новых композиционных материалов.

Совершенно новые перспективы в области разработок полимерных композиционных материалов (ПКМ) открывается при использовании в качестве наполнителей слоистых силикатов, способных к эксфолиации, т. е. расслоению на отдельные алюмосиликатные слои с толщины порядка нескольких нанометров, равномерно распределенные в полимерной матрице. Такие ПКМ, согласно современной классификации, относятся к нанокомпозитам. Они характеризуются повышенными жесткостью, деформационной тепло- и термостойкостью, прочностью и износостойкостью при малых содержаниях модификатора, т. е. без существенного ухудшения технологических характеристик и увеличения плотности материала. Основным преимуществом ПКМ, содержащих в своем составе наполнители, равномерно распределенные и эксфолиированные в объеме матрицы, является их способность приспосабливаться к внешним воздействиям, в том числе в процессах трения и изнашивания, благодаря наличию лабильных структур и легкости протекания релаксационных процессов.

5

Одним из перспективных термопластичных полимеров, выбираемых в качестве матрицы при создании триботехнических материалов, является сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ), обладающий оптимальными деформационно-прочностными свойствами, низким коэффициентом трения, высокой износостойкостью, химической стойкостью к агрессивным средам. Разработка новых нанокомпозиционных материалов на его основе позволяет расширить области применения в качестве конструкционных материалов с повышенными прочностью, жесткостью и износостойкостью.

Однако для нанокомпозитов на основе полиолефинов не удается достичь таких же значительных эффектов изменения всего комплекса механических и функциональных свойств, как при использовании полярных полимерных матриц. Это связано с ограниченной совместимостью неполярных полимеров со слоистыми силикатами, в том числе, с алюмосиликатами, и трудностью реализации высокой степени расслоения (эксфолиации) частиц слоистого наполнителя на единичные нанослои в полиолефиновой матрице, от модифицирующего эффекта которых в основном зависит улучшение комплекса свойств полимерных нанокомпозиций.

Поиск путей повышения адгезии СМВПЭ к слоистым силикатам и формирование полимерных гетерогенных систем с эксфолиированными в объеме СВМПЭ слоями силиката являются актуальными задачами. Технологические приемы, способствующие усилению межфазного взаимодействия в гетерогенной системе и направленной трансформации структуры композита, является эффективным подходом для расширения номенклатуры ПКМ и улучшения служебных свойств.

Цель диссертационной работы заключается в создании нанокомпозитов с эксфолиированными в объеме СВМПЭ слоистыми силикатами путем модификации поверхности силикатов и установление влияния технологических, рецептурных и структурных факторов на межфазные взаимодействия наполнителя и полимера и свойства композитов.

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

6

1. Разработка технологии модифицирования поверхности слоистых силикатов, для получения нанокомпозитов на основе СВМПЭ с эксфолиированными в его объеме слоями силиката.

2. Установление связи между методами модифицирования поверхности наполнителя и деформационно-прочностными и триботехническими характеристиками ПКМ на основе СВМПЭ, наполненного слоистыми силикатами.

3. Исследование влияния метода модифицирования поверхности слоистых силикатов и их структуры на процессы структурообразования в объеме и поверхностях трения ПКМ.

4. Исследование особенностей изнашивания СВМПЭ, наполненного модифицированными силикатами.

5. Исследование влияния модифицированных слоистых силикатов на термодинамические характеристики ПКМ.

6. Оптимизация технологии создания ПКМ на основе СВМПЭ с высокими триботехническими показателями.

Достоверность полученных результатов обеспечивается применением стандартных методов испытания ПКМ и современных методов исследования структуры и свойств, а также соответствием результатов лабораторных и опытнопромышленных испытаний.

Практическая значимость полученных результатов. Разработаны технологии модифицирования поверхности слоистых силикатов, базирующиеся на их механической активации в присутствии с ПАВ и использовании компатибилизаторов, обеспечивающие эксфолиацию силикатов в объеме СВМПЭ и улучшение деформационно-прочностных и триботехнических свойств. Разработаны новые рецептуры материалов конструкционного назначения на основе СВМПЭ и модифицированных слоистых силикатов с улучшенными физико-механическими и триботехническими характеристиками для эксплуатации в экстремальных условиях: высоких нагрузках и скоростях скольжения, агрессивных средах, низких температурах.

7

Материалы внедрены в качестве подшипников для узлов трения ограночных станков ООО «Якутская алмазная компания». Проведены опытные испытания самосмазывающихся материалов на основе СВМПЭ в реальных условиях работы станков при огранке природных алмазов. Сравнительная оценка показала повышение производительности оборудования на 40% за счет повышения износостойкости и прочности подшипников из разработанных материалов. Это привело к снижению затрат на ремонт и обслуживание станков.

Разработанные материалы внедрены в качестве подшипников рабочего колеса ВВУ Якутской ГРЭС ОАО «Якутскэнерго» и подшипников скольжения конвейерной линии ОАО «ДСК». Использование разработанных материалов позволило увеличить ресурс работы, уменьшить эксплуатационные затраты и издержки на время простоев.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Технологии модифицирования поверхности слоистых силикатов, базирующиеся на механоактивации наполнителя в присутствии поверхностноактивных веществ и использовании компатибилизаторов.

2. Закономерности формирования структуры ПКМ в зависимости от химической природы, концентрации и методов модифицирования поверхности частиц слоистых силикатов и их влияния на свойства триботехнических полимерных материалов.

3. Новые рецептуры полимерных композиционных материалов триботехнического назначения на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена и природных слоистых силикатов с повышенными физикомеханическими и триботехническими характеристиками.

8

Глава 1. Современное состояние вопроса

Накопленные экспериментальные и теоретические исследования физических и химических явлений, связанных с трением, со второй половины XX века показали, что надежность, экономичность и экологичность машин, приборов, аппаратов и технологического оборудования определяются в основном не показателями прочности, а трибологическими свойствами конструкционных материалов, работающих в качестве деталей узлов трения [1,2].

Проблемы трения и изнашивания привлекают большое внимание специалистов различных областей науки и техники не только в силу их многообразия, но и огромного практического значения во всех сферах материального производства [3]. Особую значимость эти проблемы приобретают при эксплуатации технических средств при естественно низких температурах. Только по причине разгерметизации эластомерных и полимерных уплотнений наблюдается до 30% всех отказов и внеплановых простоев техники вследствие недостаточной морозо-, износостойкости материалов, применяемых в качестве деталей узлов трения [4,5].

Огромный фундаментальный вклад в развитие основных законов и принципов трибологии, триботехники и трибохимии внесли российские ученые М.В. Ломоносов, Л. Эйлер, Н. П. Петров, Н. Е. Жуковский, С. А. Чаплыгин, А. М. Эртель, Б. В. Дерягин, А. К. Зайцев, И. В. Крагельский, В. А. Белый, В. С. Щедров, М. М. Хрущев, Г.В. Виноградов, Н.А. Буше, А.В. Чичинадзе и др. [6, 7] Однако, несмотря на это, в течение длительного времени недооценивалось значение трибологических факторов в обеспечении работоспособности машин, приборов и технологического оборудования, что привело к тому, что многие изделия отечественного машиностроения до сих пор уступают лучшим мировым образцам по основным техническим и экономическим характеристикам [2].

В настоящее время осуществляется масштабная государственная поддержка развития регионов Сибири, Дальнего Востока, Арктики. Развитие ДВФО определено в качестве национального приоритета развития России на весь XXI

9

век. Реализация программ их экономического развития потребует не только человеческих ресурсов, но и огромного парка техники и технологического оборудования. В связи с этим необходимы разработки материалов, которые обеспечили бы надежную и безопасную эксплуатацию транспорта и технических средств в климатических условиях северных регионов РФ.

Такие разработки вызваны острой проблемой эксплуатации технических средств (автомобильного, трубопроводного транспорта, технологического оборудования добывающих предприятий, домостроительного комбината, буровой техники газо-нефтедобывающих компаний) в регионах холодного климата, особенно в длительный зимний период.

Основным направлением трибоматериаловедения является разработка многофункциональных материалов, адаптированных к определенным условиям эксплуатации, возникающим в конкретных трибосопряжениях современной техники.

Применение полимерных композиционных материалов в ответственных узлах трения различных машин и механизмов (сепараторы подшипников качения, подшипники скольжения, зубчатые зацепления, лентопротяжные устройства и др.) дает возможность не только заменить тяжелые металлы и дорогостоящие сплавы, но и в значительной степени повысить надежность и долговечность технических средств, снижая при этом издержки на их изготовление и эксплуатацию. Кроме того, замена традиционных материалов на полимерные улучшает экологическую обстановку при их изготовлении и эксплуатации [3].

В данной главе освещены вопросы, касающиеся закономерностей процессов структурообразования наполненных полимерных систем, способов её модифицирования и усиления взаимодействия между компонентами гетерогенной композиционной системы, требований к наполнителю как инструменту управления свойствами разрабатываемого материала, процессами, происходящими в ПКМ при трении и изнашивании.

10

1.1 Триботехнические полимерные материалы на основе СВМПЭ

В настоящее время одной из наиболее развитых теорий трения является комбинированная молекулярно-механическая или адгезионно-деформационная теория трения, основоположниками которой были Б.В. Дерягин, И.В. Крагельский, Ф. Боуден, Д. Тейбор [8, 9, 10], согласно которой процесс трения состоит из взаимосвязанных процессов: деформации контактирующих микронеровностей и молекулярного взаимодействия материалов на пятнах фактического контакта.

Некомпенсированные молекулярные силы на границе раздела фаз образуют силы притяжения между соприкасающимися телами. Происходит образование адгезионной связи между сопряженными поверхностями твердых тел, имеющая сложную природу и учитывающая межмолекулярное притяжение, электрическое поведение поверхностного слоя, диффузию молекул и атомов в поверхностные слои взаимодействующих фаз, а также химическое взаимодействие активных частей молекул, радикалов и т.д. [11].

Наиболее сложным является механизм адгезионного взаимодействия полимерных тел с металлическими. Так в работе Бакли показано [12], что при трении вольфрама и фторопласта-4 в процессе адгезионного взаимодействия металла с группой CF2 идет образование химической связи. Разрушение такого адгезионного взаимодействия идет по когезионному механизму и происходит по объему менее прочного полимерного материала. В результате на металлической поверхности постепенно формируется тонкая полимерная пленка, которую называют пленкой фрикционного переноса. Фрикционный перенос при трении без смазочного материала практически имеет место в любых условиях и режимах трения. Это приводит к образованию перенесенных пленок сложной структуры и состава [2]. Одним из последствий образования пленок переноса является эффект самосмазывания. Однако, эффект самосмазывания характеризуется не только наличием прочной пленки переноса, но и наличием смазывающего слоя полимера, сдвигающегося относительно контртела и трущейся детали [13]. Для того, чтобы полимер мог обеспечивать смазывание, необходимо, чтобы он мог

11

выдерживать динамические нагрузки, вызванные приложенной нагрузкой и сдвиговыми напряжениями трения. В случае выполнения данного условия, могут возникать различные механизмы трения, в зависимости от типов полимера и наполнителей, условий трения. Для обеспечения наилучшего скольжения необходимо образование какого-либо “слоя сдвига” между трущимися поверхностями. Подобный слой сдвига необходим для уменьшения адгезии и различных “вспахивающих” взаимодействий, которые возникают между поверхностями, двигающимися относительно друг друга. Кроме того, подобные слои уменьшают напряжения в основном объеме полимера. Было установлено, что чем тоньше подобный слой, тем лучше обеспечивается трение скольжения.

Механический вклад в теории трения представляет собой преодоление механического сопротивления, связанного с формоизменением поверхностного слоя и является следствием происходящей при вступлении в контакт неровностей, двух скользящих относительно друг друга поверхностей [14]. Это определяет деформационную составляющую силы трения.

Неровности испытывают упругую, пластическую, вязкоупругую деформацию в зависимости от свойств материалов, а также микрорезание. Деформация сопровождается диссипацией механической энергии, которая определяется типом деформации, условиями трения, свойствами контактирующих материалов, масштабным уровнем механических свойств, составом окружающей среды и другими факторами [15] .

Химическая природа полимера оказывает существенное влияние на процессы деформации и разрушения поверхности трения. В свою очередь, эти процессы вызывают активацию и изменение поверхностных слоев контактирующих деталей, определяющую интенсивность химических превращений и физико-химических взаимодействий истираемых материалов. В металлополимерных парах трения кинетические зависимости образования продуктов износа являются функцией роста плотности дефектов в зоне трения, т.е. зависят от нагрузки и скорости скольжения [16, 17].

12

Слои полимера у поверхности трения находятся в сложном напряженном состоянии под действием значительных гидростатических давлений и сдвиговых напряжений, что определяет особенности процессов, протекающих в приповерхностных слоях. Механохимическая деструкция макромолекул в этих слоях полимера ведет к разрыву связей, генерации свободных радикалов, обладающих значительной активностью, и инициирующих адсорбционное пластифицирование как полимера, так и сопряженного с ним металла контртела [18,19].

При современных темпах развития отраслей промышленности необходима разработка новых полимерных композиционных материалов (ПКМ), обладающих уникальными свойствами [20]. К таким материалам можно отнести композиты на основе СВМПЭ, который кроме высокой механической прочности обладает высокими антикоррозионными свойствами при повышенных температурах, ударопрочностью, жесткостью и стабильностью размеров [21]. Из-за своего низкого коэффициента трения (в режиме сухого трения 0,07-0,20, а со смазкой -0,05-0,1) СВМПЭ относится к "самосмазывающимся" полимерам, способным обеспечивать работу разнообразных узлов трения в режиме сухого трения [22, 23, 24].

СВМПЭ обладает уникальными свойствами, востребованными в разнообразных областях применения благодаря высокой износостойкости, устойчивости в агрессивных средах, низкому коэффициенту трения, высокой ударной вязкости, рекордно низкой температуры хрупкости (-200 °С), что позволяет создавать изделия из него для эксплуатации в экстремальных условиях. Кроме того, СВМПЭ относится к наиболее доступным и дешевым полимерным материалам [25, 26].

В паре СВМПЭ-сталь на поверхности трения полимерной детали появляется незначительное количество окисленного железа в виде частиц износа размером до 30 нм и мелких сферических частиц (4 нм) кластерного типа. Это связано с взаимодействием "активных" частиц износа железа контртела и продуктов окисления СВМПЭ. Карбоксильные группы могут выступать в

13

качестве лигандов при взаимодействии с дисперсными частицами наполнителя, образуя кластерные материалы, что приводит к появлению на поверхности трения слоя менее окисленного полимера [3].

Специфические свойства СВМПЭ определяют и особые области применения: СВМПЭ используется в тех областях, в которых обычные марки полиэтилена низкого давления (ПЭНД) и многих других термопластов не выдерживают экстремальных условий эксплуатации. Области применения СВМПЭ и потребность в нем непрерывно расширяются. Мировой рынок СВМПЭ на 2013 г. составляет 200 000 тонн; мировые темпы прироста - 10% в год; лидерами по производству СВМПЭ являются: Германия; США; Голландия; Бельгия; Словения.

Это объясняется, прежде всего, уникальными свойствами и относительно низкой стоимостью и доступностью полимера. СВМПЭ состоит из макромолекул чрезвычайно большой длины и малой разветвленностью, что и является основным отличием от ПЭНД. Для СВМПЭ характерно низкое содержание CH3 групп как за счет уменьшения содержания ответвлений, так и за счет увеличения длины макромолекул. Кроме того значительно уменьшено количество ненасыщенных связей в макромолекулах. Особенности строения макромолекул в значительной степени затрудняют кристаллизацию и вследствие этого плотность и степень кристалличности СВМПЭ меньше по сравнению с ПЭНД. Надмолекулярная структура СВМПЭ имеет сферолитный характер. Таким образом, СВМПЭ нельзя отнести ни к одной из марок ПЭНД, так как отличия в структуре полимера приводят к значительным отличиям в свойствах [27, 28, 29].

Свойства СВМПЭ:

• Высокие износостойкость (рисунок 1.1) и сопротивление удару, коррозии, химическая стойкость делают СВМПЭ эффективным в широком диапазоне приложений для высокоэффективных, долговечных изделий. Он имеет исключительную ударопрочность даже при криогенных температурах.

14

Рисунок 1.1- Сравнение износостойкости некоторых материалов

* Сопротивление истиранию. Высокая ударная вязкость обеспечивает повышенные триботехнические характеристики и сопротивление растрескиванию при напряжении. СВМПЭ имеет самое высокое сопротивление истиранию из всех термопластичных полимеров.

* Коэффициенты трения скольжения. СВМПЭ обладает очень низким коэффициентом трения, в то время, как его коэффициент смазывающей способности достаточно высок, что минимизирует теплогенерирующее трение, приводящее к износу стальных деталей. При использовании деталей из СВМПЭ в узлах трения не требуется смазка, что обеспечивает более простое обслуживание.

* Хороший электрический изолятор, благодаря его объёмному удельному сопротивлению.

* Коррозионная стойкость. Уникальные свойства СВМПЭ делают его эффективным в сопротивлении износу под воздействием других материалов и элементов окружающей среды, таких, как низкая температура (ниже нуля), абразивные частицы и песок.

* Нулевое водопоглощение. Благодаря практически нулевому водопоглощению СВМПЭ, при эксплуатации деталей в водных средах не

15

происходит изменения их размеров. Материал практически не имеет пор и не содержит органических пластифицирующих добавок [30].

Из-за очень больших значений молекулярной массы (> 1 000 000) переработка СВМПЭ осуществляется методами спекания, прессования и плунжерной экструзии (штранг-прессование). В последние годы разработаны марки СВМПЭ, пригодные для переработки экструзией и литьем под давлением [31].

Композиционные материалы на основе СВМПЭ сочетают в себе уникальные деформационно-прочностные характеристики полимера и функциональные свойства наполнителя, благодаря чему значительно расширяется область применения материала. СВМПЭ и композиционные материалы на его основе имеют возможность широкого применения в отраслях автомобилестроения, машиностроения (в том числе для метрополитена и железнодорожной отрасли), лесотехнической, горнодобывающей и газодобывающей отраслей, а также для нужд военно-промышленного комплекса и медицинской промышленности [32].

Проблема получения износостойких, высокопрочных материалов и изделий является в настоящее время одной из важнейших проблем материаловедения. Несмотря на достигнутые успехи, а также многочисленные публикации в отечественной и зарубежной научно-технической литературе задача полностью не исследована. Существует ряд работ, посвященных исследованиям неорганических ультрадисперсных соединений как модификаторов полимеров для улучшения ряда характеристик полимерного материала [16].

Для снижения коэффициента трения и повышения износостойкости материала в состав связующего обычно вводят от 0,1 до 40 мас. % сухих смазок -графита, сульфидов металлов, солей высших кислот, талька, слюды и др. Такие вещества обладают способностью образовывать на поверхностях трения легкоподвижные слои. Данный метод модифицирования нашел наибольшее применение для сшивающихся связующих - фенолформальдегидных, эпоксидных, полиэфирных смол [25].

16

Другим традиционным методом повышения износостойкости полиолефинов является введение микроразмерных усиливающих частиц неорганических материалов [17, 33]. В ранних работах для увеличения износостойкости ПКМ на основе СВМПЭ в полимерную матрицу добавляли микрочастицы или микроволокна, при этом содержание наполнителя могло достигать десятков масс. %. В настоящее время известно множество работ по использованию в качестве наполнителя СВМПЭ различных нанонаполнителей. Наночастицы обладают избыточной поверхностной энергией, а высокая удельная поверхность должен способствовать образованию однородной структуры ПКМ с мелкими структурными элементами [34, 35].

В работах российских ученых Виноградова А.В., Охлопковой А.А., Андреевой И.Н. и др. [36 - 39] впервые подробно было изучено и описано влияние нанодисперсных наполнителей на структуру и свойства полимеров. В дальнейшем, идеи, выдвинутые в этих работах, были развиты Струком В.В., Слепцовой С.А., Шиц Е.Ю., Паниным С.В., Машковым Ю.К. и др. [40, 41], показавшими значительное влияние небольших содержаний ультрадисперсных оксидов, нитридов, шпинелей металлов, скрытокристаллического графита на триботехнические характеристики полученных материалов. Кроме дисперсных часто используют волокнистые наполнители, или их сочетание в качестве модифицирующих агентов полимеров. В этом случае удается значительно повысить прочность ПКМ вследствие передачи усилий с матрицы на волокна и дисперсные частицы наполнителя. Эти эффекты работают только в случае формирования прочной адгезионной связи между фазами гетерогенной композиционной системы.

В последние годы появился ряд работ, в которых в качестве наполнителя полимеров использованы углеродные нанотрубки. Так в работах Zoo, An, Lim и др. [42] было показано повышение износостойкости ПКМ в 7 раз путем введения многослойных углеродных нанотрубок.

Для повышения уровня адгезионного взаимодействия между фазами в композите, как правило, волокнистые и упрочняющие дисперсные наполнители

17

подвергают специальной поверхностной обработке непосредственно перед их использованием: аппретами, ПАВ, компатибилизаторами, органическими

компонентами с активными функциональными группами и др. Существуют и другие способы обработки поверхности наполнителей, связанные с высокоэнергетическим воздействием физических полей: механохимическая, ультразвуковая, СВЧ обработка наполнителей.

Известно применение высокоэнергетической ионно- и электроннолучевой обработок поверхности СВМПЭ и нанокомпозитов на его основе на их триботехнические свойства [26], где показано, что подобная обработка поверхности частиц СВМПЭ приводит к структурной перестройке (сшивке) макромолекул в поверхностных слоях полимера, что обусловливает увеличение износостойкости СВМПЭ в 3-4 раза по сравнению с исходным полимером. Высокоэнергетические (механическая активация, ионно- электроннолучевая) обработки приводят к однотипному изменению надмолекулярной структуры в объеме либо в поверхностных слоях. Износостойкость модифицированного лучевой обработкой СВМПЭ сопоставима с износостойкостью механоактивированного СВМПЭ, что обусловлено идентичностью модифицирования надмолекулярной структуры при высокоэнергетических типах обработки. Электроннолучевое модифицирование, ионная имплантация и механическая активация могут использоваться как эквивалентные способы повышения прочностных и триботехнических свойств СВМПЭ [43].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Никифоров, Леонид Александрович, 2016 год

- 80 с.

40. Панин, С.В. Сравнительный анализ влияния нано- и микронаполнителей окисленного Al на фрикционно-механические свойства СВМПЭ / С.В. Панин,

135

Л. А. Корниенко, С. Ваннасри, Л.Р. Иванова, С.В. Шилько // Трение и износ. -

2010. - Т.31. - № 5. - С.492-499.

41. Охлопкова, А. А. Полимерные композиционные материалы на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена и ультрадисперных соединений / А.А. Охлопкова, О.В. Гоголева, Е.Ю. Шиц // Трение и износ. - 2004. - №2(25).

- C. 2002-2006.

42. Zoo, V.S. Effect of carbon nanotube addition on tribological behavior of UHMWPE / V.S. Zoo, J.-W. An, D.-Ph. Lim, D.-S. Lim // Tribology Letters. - 2004. - No. 4(16). - C.305-309.

43. Корниенко, Л.А. Модифицирование сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) нанонаполнителями для получения антифрикиционных композитов / Л.А. Корниенко, В.Е. Панин, С.В. Панин, С. Пирияон, Т. Пувадин, С.В. Шилько // Химическая технология неорганических веществ, теоретические основы. - 2011. - Т. 54. - № 9. - С.102-106.

44. Полубояров, В.А. Влияние модифицирования полимеров нанодисперсными керамическими частицами на свойства нанокомпозитов / В.А. Полубояров, З.А. Коротаева, Т.Б. Белкова, А.И. Гончаров, А.С. Трофимова // Вестник Кемеровского государственного университета. - 2010. - № 1. - С.22-27.

45. Bajaria, S.H. Deformation, morphology, and wear behavior of polyethylene used in orthopedic implants / S.H. Bajaria, A. Bellare // Medical Plastics and Biomaterials.

- 1998. - №3. - P.40-44.

46. Muratoglu, O.K. Unified wear model for highly crosslinked ultra-high molecular weight polyethylenes (UHMWPE) / O.K. Muratoglu, C.R. Bragdon, D.O. O'Connor, M. Jasty, W.H. Harris, R. Gul, F. McGarry // Biomaterials. - 1999. -№20(16). - P.1463-1470.

47. Wang, A.A. Unified theory of wear for ultra-high molecular weight polyethylene in multi-directional sliding / A.A. Wang // Wear. - 2001. - No.248. - P.38-47.

48. Миллс, Н. Конструкционные пластики: микроструктура, характеристики, применения : пер. с англ. : [учебно-справочное руководство] / Н. Миллс. -Долгопрудный: Интеллект, 2011. - 509 с.

136

49. Распопов, Л. Н. Сверхвысокомолекулярный полиэтилен. Синтез и свойства / Л.Н. Распопов, Г.П. Белов //Пластические массы. - 2008. - №. 5. - С. 13-19.

50. Баронин, Г.С. Переработка полимеров в твёрдой фазе. Физико-химические основы / Г.С. Баронин, М.Л. Кербер, Е.В. Минкин, Ю.М. Радько. - М. : Машиностроение-1, 2002. - 320 с.

51. Будницкий, Ю.М. Переработка термопластичных полимеров при температуре ниже температуры плавления или стеклования : учебное пособие / Ю.М. Будницкий. - М. : РХТУ имени Д.И. Менделеева, 2003. - 124 с.

52. Френкель, С. Я. Физика полимеров / С. Я. Френкель, Г. М. Бартенев. - Л. : Химия, 1990. - 432 с.

53. Олейник, Э.Ф. Новый подход к пластической деформации стеклообразных полимеров / Э.Ф. Олейник, О.Б. Саламатина, С.Н. Руднев, С.В. Шеногин // Высокомолекулярные соединения. - 1993. - Т. (А) ХХХУ, № 11. - С. 1819 -1849.

54. Айнбиндер, С.Б. Свойства полимеров при высоких давлениях / С.Б. Айнбиндер, К.И. Алксне, Э.Л. Тюнина, М.Г. Лака. - М.: Химия, 1973. - 192 с.

55. Бойко, В.С. Обратимая пластичность кристаллов / В.С. Бойко, Р.И. Гарбер, А.М. Косевич. - М. : Наука, 1991. - 280 с

56. Баронин, Г.С. Физико-химические и технологические основы переработки полимерных материалов в твёрдой фазе. Некоторые новые методы исследований, разработанные при создании новой технологии / Г.С. Баронин, Ю.М. Радько, М.Л. Кербер // Химическая промышленность. - 2003. - № 10. -С. 35 - 43.

57. Ван-Кревелен, Д.В. Свойства и химическое строение полимеров / Д.В. Ван-Кревелен. - М. : Химия, 1976. - 414 с.

58. Горник, Ф. - В кн.: Физическая химия полимеров за рубежом. / Ф. Горник, Г.С. Росс, Л. Фроулен. - М.: Мир, 1970. С. 51

59. Ивенсен, В.А. - В кн.: Теория и технология спекания / В.А. Ивенсен. - Киев: Наукова Думка, 1974. -с. 86

137

60. Брагинский, В.А. Прессование. 2-е изд. / В.А. Брагинский. - Л.: Химия, 1979. 331 с.

61. Гоголева, О.В. Разработка триботехнических нанокомпозитов на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена, смесей фторопластов и шпинелей магния, меди, кобальта: дис. ... к-та техн. наук: 05.02.01 / О. В. Гоголева. -Комсомольск-на-Амуре, 2009. - 115 с.

62. Joseph, H.K. Polymer Nanocomposites: Processing, Characterization, and Application / H.K. Joseph. - New York: The McGraw-Hill Companies, Inc., 2006.

- 275 p.

63. Раков, Э.Г. Нанотрубки и фуллерены: Учебн.пособие / Э.Г. Раков. - М.: Университетская книга, Лотос, 2006. - 376с.

64. Changchun, Wanga. Polymers containing fullerene or carbon nanotube structures / Changchun Wanga, Zhi-Xin Guob, Shoukuan Fua, Wei Wub, Daoben Zhub // Prog. Polym. Sci. - 2004. - No.29. - P.1079-1141.

65. Tenne, R. Inorganic nanotubes / R. Tenne, C.N.R. //Philosophical Transactions of the Royal Society of London A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences.

- 2004. - Vol. 362. - No. 1823. - P. 2099-2125.

66. Стромнова, Т.А. Влияние стерических факторов на строение

карбонилкарбоксилатных кластеров палладия. Синтез и кристаллическая структура шестиядерного кластера состава Pd6(^-CO)6[^-OCOC(CH3)3]6 / Т.А. Стромнова, Л.И. Боганова, О.Н. Шишилов, Н.А. Минаева, А.В. Чураков, Л.Г. Кузьмина, Ж.А.К. Ховард // Журнал Неорганической Химии. - 2005. - Т. 50. - №2. - С. 219-226.

67. Satya, Bulusu. Evidence of hollow golden cages / Satya Bulusu, Xi Li, Lai-Sheng Wang, Xiao Cheng Zeng // PNAS. - 2006. - Vol.103. - No. 22. - P.8326-8330.

68. Черский, И.Н Проблемы трения и износа в условиях холодного климата / И.Н. Черский // Исследование триботехнических систем в условиях холодного климата: сб. научных трудов. - Якутск: изд. ЯФ СО АН СССР, 1985. - 120 с.

138

69. Kredatusova, J. Preparation of clay mineral polymer nanocomposites by adsorption in solution / Jana Kredatusova, Jiri Brozek // Applied Clay Science. - 2012. - Vol. 62-63. - P.94-100.

70. Yuqiang, Qiana. Modification with tertiary amine catalysts improves vermiculite dispersion in polyurethane via in situ intercalative polymerization / Yuqiang Qiana, Wenhao Liub, Yong Tae Parkb, Chris I. Lindsayc, Rafael Camargod, Christopher W. Macoskob, Andreas Steina // Polymer. - 2012. - Vol. 53. - Issue 22. - P. 50605068.

71. Бревнов П.Н. Нанокомпозиционные материалы на основе полиэтилена и монтмориллонита: синтез, структура, свойства: автореф. дис. ... к-та. хим. наук: 02.00.06 / П.Н. Бревнов. - М., 2008. - 26 с.

72. Белов Н.В. Кристаллохимия силикатов с крупными катионами / Н.В. Белов. -М.: Изд-во АН СССР, 1961. - 68 с.

73. Минералы. Справочник. Том 3, выпуск I. Силикаты с одиночными и сдвоенными кремнекислородными тетраэдрами / Под ред. Чухрова Ф.В. - М.: Наука, 1972. - 884с.

74. Поваренных, А.С. Кристаллохимическая классификация минеральных видов / А.С. Поваренных. - Львов: Недра, 1965, - 413с.

75. Пущаровский, Д.Ю. Структурная минералогия силикатов и их синтетических аналогов / Д.Ю. Пущаровский. - М.: Недра, 1986, - 160 c.

76. Булах, А.Г. Общая минералогия. изд. второе, испр. и перераб.: учебник / А.Г. Булах. - Спб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 1999. - 365 с.

77. U. S. Patent No. 2531396, USA. Elastomer reinforced with a modified clay / Lawrence W. Carter, John G. Hendricks, Don S. Bolley; National Lead Co. - 5p.

78. Greenland, D. J. Adsorption of polyvinyl alcohols by montmorillonite / D.J. Greenland // J. Colloid Sci. - 1963. - Vol. 18. - P. 647 - 664.

79. Yano, K. Synthesis and properties of polyimide-clay hybrid / K. Yano, A. Usuki, A. Okada, T. Kurauchi, O. Kamigaito// J. Polym. Sci. A Polym. Chem. - 1993. - Vol.

31. - No. 10. - P. 2493-2498.

139

80. Pavlidou, S. A review on polymer-layered silicate nanocomposites / S. Pavlidou, C.D. Papaspyrides // Prog. Polym. Sci. - 2008. - Vol. 33. - No. 12. - P. 1119-1198.

81. Okamoto, M. Polymer/Layered Silicate Nano-composites: Structure Development and Processing Operations //International Polymer Processing. - 2006. - Vol. 21. -No. 5. - P. 487-496.

82. Jpn. Kokai Patent Appl. No. 109998, Japan. 1976, Unitika Ltd.

83. Fukushima, Y. Synthesis of an intercalated compound of montmorillonite and 6-polyamide / Y. Fukushima, S. Inagaki // Journal of inclusion phenomena. -1987. -Vol. 5. - No.4. - P. 473-482.

84. Soleimani, N.; Khalili, S. M.; Farsani, R. E.; Nasab, Z. H. Mechanical properties of nanoclay reinforced polypropylene composites at cryogenic temperature / N. Soleimani, S.M. Khalili, R.E. Farsani, Z.H. Nasab // Journal of Reinforced Plastics and Composites. - 2012. - Vol. 31. - No. 14. - P. 967-976.

85. Ray, S. S.; Okamoto, M. Polymer/layered silicate nanocomposites: A review from preparation to processing / S.S. Ray, M. Okamoto // Progress in Polymer Science. -2003. - Vol. 28. - No. 11. - P. 1539-1641.

86. Krishnamoorti, R. Rheology of polymer layered silicate nanocomposites / R. Krishnamoorti, K. Yurekli // Current Opinion in Colloid & Interface Science. -2001. - Vol. 6. - No. 5-6. - P. 464-470.

87. Varghese S., Karger-Kocsis J. Melt-compounded natural rubber nanocomposites with pristine and organophilic layered silicates of natural and synthetic origin / S. Varghese, J. Karger-Kocsis // Journal of Applied Polymer Science. - 2004. - Vol. 91. - No. 2. - P. 813-819.

88. Gilman, J.W. Flammability studies of polymer layered silicate nanocomposites: Polyolefin, epoxy, and vinyl ester resins / J.W. Gilman et al. // Chemistry and Technology of Polymer Additives / S. Al-Malaika, A. Golovoy, C.A. Wilkie, M.A. Malden (ed.). - Oxford: Blackwell Science Inc., 1999. - P. 249-265.

89. Gilman, J. W. Inerstratified clay minerals / J.W. Gilman, T. Kashiwagi, M.R. Nyden, J.E.T. Brown, C.L. Jackson, S.M. Lomakin, E.P. Giannelis, E. Manias, R.C. Reynolds // Crystal Structures of Clay Minerals and Their X-ray Identification /

140

G.W. Brindley, G. Brown, (Ed.) - London: Mineralogical Society, 1980, - p 249256.

90. Alexandre, M. Polymer-layered silicate nanocomposites: preparation, properties and uses of a new class of materials / M. Alexandre, P. Dubois // Materials Science and Engineering: R: Reports. - 2000. - Vol. 28. - No. 1-2. - P.1-63.

91. Morgan, A.B. Exfoliated polystyrene-clay nanocomposites synthesized by solvent blending with sonication / A.B. Morgan, J.D. Harris // Polymer. - 2004. - Vol. 45. -No. 26. - P. 8695-8703.

92. Zhang, Y.-Q. Preparing PP/clay nanocomposites using a swelling agent / Y.-Q. Zhang, J.-H. Lee, H.-J. Jang, C.-W. Nah // Composites Part B: Engineering. - 2004. - Vol. 35. - No. 2. - P. 133-138.

93. Молчанов, В. И. Активация минералов при измельчении / В.И. Молчанов, О.Г. Селезнева, Е.Н. Жирков. - М.: Недра, 1988. - 208 с.

94. Барамбойм, Н.К. Механохимия высокомолекулярных соединений / Н.К. Барамбойм. - М.: Химия, 1978. - 384 с.,

95. Бутягин, П.Ю. Проблемы и перспективы развития механохимии / П.Ю. Бутягин // Успехи химии. - 1994. - Т.63. - №12. - С.1031-1043.

96. Beyer, M.K. Mechanochemistry: The Mechanical Activation of Covalent Bonds / Martin K. Beyer, Hauke Clausen-Schaumann // Chemical Reviews. - 2005. - Vol. 105. - No. 8. -

97. Boldyrev, V.V. Mechanochemistry of Solids: Past, Present, and Prospects / V. V. Boldyrev, K. Tkacova // Journal of Materials Synthesis and Processing. - Vol. 8. -No. 3-4. - P. 121-132.

98. Хайнике, Г. Трибохимия / Г. Хайнике. - М.: Мир, 1987. - 584 с.

99. Giannelis, E. P. Polymer-Silicate Nanocomposites: Model Systems for Confined Polymers and Polymer Brushes / E. P. Giannelis, R. Krishnamoorti, E. Manias // Advances in Polymer Science. - 1999. - Vol. 138. - P. 107-147.

100. Delozier, D.M. Preparation and characterization of polyimide/organoclay nanocomposites / D.M. Delozier, R.A. Orwoll, J.F. Cahoon, N.J. Johnston, J.G. Smith Jr., J.W. Connell // Polymer. - 2002. - Vol. 43. - No. 3. - P. 813-822

141

101. Mascia, L. Polyperfluoroether-silica hybrids / L. Mascia, T. Tang // Polymer. -1998. - Vol.39. - No. 4. - P.3045-3057

102. Delozier, M. Polyimide nanocomposites prepared from high-temperature, reduced charge organoclays / M. Delozier, R.A. Orwoll, J.F. Cahoon, J.S. Ladislaw, J.G. Smith, J.W. Connell // Polymer. - 2003. - Vol. 44. - P. 2231-2241.

103. Pegoretti, A. Tensile mechanical response of polyethylene-clay nanocomposites /

A. Pegoretti, A. Dorigato, A. Penati // eXPRESS Polymer Letters. - 2007. - Vol.1. - No.3. - P. 123-131.

104. Кахраманлы, Ю.Н. Несовместимые полимерные смеси и композиционные материалы на их основе / Ю.Н. Кахраманлы. - Баку: «ЭЛМ», 2013. - 152 с.

105. Берлин, А.А. Основы адгезии полимеров / А.А. Берлин, В. Е. Басин. - М.: Химия, 1972. - С. 378-379.

106. Липатов, Ю.С. Физикохимия многокомпонентных полимерных систем: в 2х томах / Ю.С. Липатов. - Киев: Наук.думка, 1986. - Т.1. - 376 с.

107. Виноградов, А.В. Дисперсно-наполненные полимеры: конспект лекций по специальной дисциплине 011000 - Химия / А.В. Виноградов, А. А. Охлопкова, П.Н. Петрова, М.И. Слепцова. - Якутск: изд-во Якутского ун-та, 2008. - 194 с.

108. Герасин, В.А. Структура и нанокомпозитов полимер/№+-монтмориллонит, полученных смешением в расплаве / В.А. Герасин, Т.А. Зубова, Ф.Н. Бахов, А.А. Баранников // Российские нанотехнологии. - 2007. - Т. 2. - № 1. - С. 90105.

109. Герасин, В.А. Структура формирующихся на №+-монтмориллоните слоев поверхностно-активных веществ и совместимость модифицированной глины с полиолефинами / В.А. Герасин, Ф.Н. Бахов, Н.Д. Мерекалова, Ю.М. Королев, Е.М. Антипов //Высокомолекулярные соединения. - 2005. - Т. 47. - № 9А. - С. 1635-1642

110. Морару, В.Н. Адсорбция катионных поверхностно-активных веществ на монтмориллоните из водных растворов / В.Н. Морару, С.А. Маркова, Ф.Д. Овчаренко // Украинский химический журнал. - 1981. - Т. 47. - №10. - С. 1058-1064.

142

111. Походня, Г.А. Сорбция длинноцепочечных солей аминов на минералах / Г.А. Походня, Н.В. Вдовенко // Украинский химический журнал. - 1966. - Т.

32. - № 3. - С. 256

112. Lagaly, G. Interaction of alkylamines with different types of layered compounds / G. Lagaly //Solid State Ionics. - 1986. - Т. 22. - №. 1. - С. 43-51.

113. William-Daryn, P.S. The Intercalation of a Vermiculite by Cationic Surfactants and its Subsequents Swelling with Organic Solvents / P.S. William-Daryn, R.K. Thomas // Journal of the Colloid and Interface Science. - 2002. - Vol. 255. - Р. 303

114. Герасин, В.А. Влияние структуры слоя модификатора на совместимость полимеров с модифицированным монтмориллонитом / В.А. Герасин, Ф.Н. Бахов, Н.Д. Мерекалова, Ю.М. Королев, Т.Л. Зубова, Е.М. Антипов // Инженерно-физический журнал. - 2005. - Т. 78. - №5. - С. 35.

115. Пенкаля Т. Очерки кристаллохимии / Т. Пенкаля; пер. с польск. под ред. проф. Франк-Каменецкого В.А. - Л.: Химия, 1974. - 496с.

116. Верхотуров, А. Д. Методологические основы становления и развития материалогии и роль технологии комплексной переработки минерального сырья для получения материалов с заданными свойствами / А.Д. Верхотуров, А.М. Шпилёв, Л.А. Коневцов // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). - 2007. - Т. 10. - №. 12. - С.212-228.

117. Murray, H.H. Applied clay mineralogy: occurrences, processing and applications of kaolins, bentonites, palygorskitesepiolite, and common clays / H.H. Murray. -Amsterdam: Elsevier, 2006. - Т. 2. - 179 p.

118. Modified gel-forming clay and process of producing same : U.S. patent No. 2531427 (USA) / Ernst A. Hauser : publ. 10.28.1950.

119. Номенклатура слюд: заключительный доклад Подкомитета по слюдам Комиссии по новым минералам и названиям минералов Международной минералогической ассоциации (КНМНМ ММА) // Зап.ВМО. - 1998. - Часть 127. - Выпуск 5. - с. 55-65.

120. Минералы. В 4 т. Т.4. Выпуск 1. Силикаты со структурой, переходной от цепочечной к слоистой. Слоистые силикаты (каолиновые минералы,

143

серпентины, пирофиллит, тальк, слюды) / под. ред. Ф.В. Чухрова. - М.: Наука, 1992. - 599 с.

121. Иванюков, Д. В. Полипропилен:(Свойства и применение) / Д.В. Иванюков, М.Л. Фридман. - М.: Химия, 1974. - 272 с.

122. Coordination polymerization: a memorial to Karl Ziegler / ed. by Chien J. C. W. - NY: Academic Press Inc., 1975. - 353 p.

123. Catalytic polymerization of defines / ed. by T. Keii, K. Soga. - Tokyo-Amst.: Kodansha ltd., Elseveir, 1986. - 489 p.

124. Воробьев, В.А. Технология полимеров: Учебник для вузов. 2- е изд. перераб. / В.А. Воробьев, Р.А. Андрианов М.: Высш. школа, 1980. - 303 с.

125. Ткачук, Л.Г. Каолины Глуховецко-Турбовского района Украинского щита и перспективы их применения / Л.Г. Ткачук, Л.С. Сонкин. - Киев: Наук:думка, 1981. - 154 с.

126. Khare, H.S. A quantitative method for measuring nanocomposite dispersion / H.S. Khare, D.L. Burris // Polymer. - 2010. - Vol. 51. - P. 719-729.

127. Охлопкова А.А. Физико-химические принципы создания триботехнических материалов на основе политетрафторэтилена и ультрадисперсных керамик /

A. А. Охлопкова: дис. ... д-ра техн. наук: 05.02.01, 05.02.04. - Гомель, 2000. -295 с.,

128. Петрова, Н.Н. Механохимическая активация природных цеолитов как способ получения полифункциональных модификаторов резин / Н.Н. Петрова,

B. В. Портнягина // Каучук и резина. - 2008. - №4. - C. 19-23.

129. Методы исследования структуры и свойств полимеров: учебное пособие / под ред. И.Ю. Аверко-Антоновича, Р.Т. Бикмуллина. - Казань: КГТУ, 2002. -604 с.

130. Степнов, М.Н. Статическая обработка результатов механических испытаний / М.Н. Степнов. - М.: Машиностроение, 1972. -232 с.

131. Митропольский, А.К. Техника статических вычислений / А.К.

Митропольский. - М.: Гос. изд. физ.-мат. лит., 1961. - 479 с.

144

132. Стручкова Т.С. Разработка и исследование полимерных композиционных

материалов на основе активации политетрафторэтилена и углеродных наполнителей / Т.С. Стручкова: дис. . к-та техн. наук: 05.02.01 -

Комсомольск-на-Амуре, 2008. - 124 с.

133. Панин, В.Е. Влияние механической активации сверхвысокомолекулярного полиэтилена на его механические и триботехнические свойства / В.Е. Панин,

C. В. Панин, Л. А. Корниенко, Л.Р. Иванова, С. Ваннасри //Трение и износ. -2010. - Т. 31. - №. 2. - С. 168-176.

134. Balzar, D. Size-strain line-broadening analysis of the ceria round-robin sample /

D. Balzar, N. Audebrand, M.R. Daymond, A. Fitch, A.Hewat, J.I. Langford, A. Le Bail et al. // Journal of Applied Crystallography. - 2004. - Vol. 37. - No.6. - P. 911-924.

135. Мартынов, М.А. Рентгенография полимеров / М.А. Мартынов, К.А. Вылегжанина. - Л.: Химия, 1972. - 96 с.

136. Баженов, С.Л. Полимерно-композиционные материалы: научное издание / С.Л. Баженов, А.А. Берлин, А.А. Кульков, В.Г. Ошмян. - Долгопрудный: изд. дом «Интеллект», 2010. - 352 с.

137. Третьяков A.O. Полимерные нанокомпозиты — материалы XXI века / А.О. Третьяков // Оборудование и инструмент для профессионалов. - 2003. - № 02(37).

138. Brinker, C.J. Sol-Gel Science. / C.J. Brinker, G.W. Scherer. -Boston: Academic Press, 1990. - 908 p.

139. Кришталь, Е.Г. Модификация натриевого монтмориллонита блок-сополимерами на основе катионных полиэлектролитов / Е. Г. Кришталь, С. Г. Кришталь, С. С. Дрябина, А. В. Навроцкий // Известия ВолгГТУ. - 2013. -№19 (122). - С.67 - 71.

140. Липатов, Ю.С. Физико-химические основы наполнения полимеров / Ю.С. Липатов. - М.: Химия, 1991. - 304 с.

145

141. Липатов, Ю.С. Ориентация высокополимеров и ее влияние на их физикохимические свойства / Ю.С. Липатов // Успехи химии. -1957. - Т. 26. - № 7. -С. 768-800.

142. Соломко, В.П. Наполненные кристаллизующиеся полимеры / В.П. Соломко.

- Киев: Наук. думка, 1980. - 264 с.

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

144. Липатов, Ю.С. Физическая химия наполненных полимеров / Ю.С. Липатов.

- М.: Химия, 1977. - 304 с.

145. Мышкин, Н.К. Трибология. Принципы и приложения / Н.К. Мышкин, М.И. Петроковец. - Гомель: ИММС НАНБ, 2002. - 310 с.

146. Korshak, V.V. Tribochemical processes and wear resistance of Polymeric materials / V.V. Korshak, I.A. Gribova, A.P. Krasnov // ALSE Translations. - 1983.

- V.269. - No. 3b. - P. 401-404.

147. Шпеньков, Г.П. Физико-химия трения / Г.П. Шпеньков. - Минск: Университетское, 1991. - 397 с.

148. Грибова, И.А. Основные тенденции создания полимерных композиционных антифрикционных материалов / И.А. Грибова, А.П. Краснов, А.Н. Чумаевская, Н.М. Тимофеева // Обзор аналитической информации. -М.: ИНЭОС, 1996. -46 с.

149. Пивень, А.Н. Теплофизические свойства полимерных материалов: ^равочник / А.Н. Пивень, Н.А. Гречаная, И.И. Чернобыльский. - Киев: Издательское объединение “Вища школа”, 1976. - 180 c.

150. Structure determination of organic compounds / Pretsch E. et al. - Berlin: Springer, 2009. - Т. 282. - 433 p.

151. Nakanishi K. Infrared absorption spectroscopy: Practical / K. Nakanishi. - San Francisco: Holden Day, Inc., 1963. - 233 p.

152. Плюснина, И.И. Инфракрасные спектры минералов / И.И. Плюснина. -М.:МГУ, 1977. - 175 с

146

153. Плюснина, И.И. Инфракрасные спектры силикатов/ И.И. Плюснина. -М.:МГУ, 1967. - 139 с

154. Столповская, В.И. Инфракрасные спектры природных карбонатсодержащих апатитов из фосфоритов фармации коры выветривания. / В.И. Столповская, Д.К. Архипенко, Ю.Н. Занин // Исследование фосфатов кальция физическими методами / под ред. Л.Г. Гилинская. - Новосибирск: Наука, 1979. - С. 36-43.

155. Краснов, А.Л. Роль трибохимических процессов при трении

сверхвысокомолекулярного полиэтилена, модифицированного

сереброорганическим соединением / А.Л. Краснов, Н.В. Токарева, В.К. Попов, С. Хоудл, К. Морлей, О.В. Афоничева // Трение и износ. - 2002. - Т.23. - №1.

- С.72-76.

156. Краснов, А.Л. Трение и свойства СВМПЭ, обработанного сверхкритическим диоксидом углерода / А.Л. Краснов, Н.В. Токарева, В.К. Попов и др. // Трение и износ. - 2003. - Т.24. - №4. - С.429-435.

157. Панин С.В., Панин В.Е., Овечкин Б.Б., Матренин С.В., Степанова И.В.,

Кондратюк А.А., Коваль Е.О. Влияние наноструктурных наполнителей на структуру и свойства газопламенных покрытий на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена // Физическая мезомеханика. - 2006. -Т. 9. Специальный выпуск. - С. 141-144

158. Rocha, M. Characterization and accelerated ageing of UHMWPE used in orthopedic prosthesis by peroxide / Magda Rocha, Alexandra Mansur, Herman Mansur // Materials. - 2009. - No. 2. - P. 562-576.

159. Юсупов, Т.С. О влиянии твердости минералов на процесс их совместного измельчения / Т.С. Юсупов, Е.А. Кириллова, Л.Г. Шумская // Физ.-техн. Проблемы переработки полезных ископаемых. - 2007. - №4. - С. 121-126.

160. Panin, S. V. Wear Resistance of Composites Based on Ultrahigh Molecular Weight Polyethylene Filled with Graphite and Molybdenum Disulfide Microparticles / S. V. Panin, L. A. Kornienko, T. Nguen Suan, L. R. Ivanova, M. A. Poltaranin, S. V. Shil'ko // Journal of Friction and Wear. - 2014. - Vol. 35. - No. 4.

- P. 290-296.

147

161. Нгуен, С. Т. Влияние модификаторов на свойства полимерных материалов /

С.Т. Нгуен, С.В. Панин. // Научная инициатива иностранных студентов и аспирантов российских вузов: сб. докладов VI Всероссийской научнопрактической конференции. В 2 т. Т. 1 / Томский политехнический

университет, Томск. - Томск, 2013. - С. 124-127.

162. Пат. 2381242, Российская Федерация, МПК51 C 08 L 23/26 B 82 B 1/00. Композиционный износостойкий материал на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) / Селютин Г.Е., Гаврилов Ю.Ю., Попова О.Е., Воскресенская Е.Н., Полубояров В.А., Ворошилов В.А., Турушев А.В. ; заявитель и патентообладатель Институт химии и химической технологии СО РАН. - №2008114773/02 ; заявл. 15.04.2008 ; опубл. 10.02.2010, Бюл. №. 4. - 3с.

163. Сурат Ваннасри Повышение износостойкости сверхвысокомолекулярного полиэтилена при сухом трении скольжения введением микро- и нанонаполнителей и обработкой в планетарной шаровой мельнице: дис. ... к-та техн. наук: 05.16.09 / Ваннасри Сурат. - Томск, 2013. - 143 с.

164. Наронгрит Сонджайтам Повышение износостойкости

сверхвысокомолекулярного полиэтилена при абразивном изнашивании, сухом трении и граничной смазке введением неорганических микро- и нанонаполнителей: дис. ... к-та техн. наук: 05.16.09 / Сонджайтам Наронгрит. - Томск, 2013. - 162 с.

165. Амрож, И. Полипропилен. / И. Амрож и др. под ред. В.И. Пилиповского, И.К. Ярцева. - Л.: Химия, 1967. - 150 с.

166. Охлопкова, А.А. Полимерные композиционные материалы

триботехнического назначения на основе политетрафторэтилена / А. А. Охлопкова, П. Н. Петрова, С. Н. Попов, С. А. Слепцова // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева). - 2008. - Т. LII. - № 3. - С.147-152.

167. Практикум по химии и физике полимеров: Учеб. изд./ Н.И. Аввакумова, Л.А. Бухарина, С.М. Дивгун и др.: Под ред. В.Ф. Куренкова. - М.: Химия, 1990. - 304 с.

148

168. Поляков, А.В. Полиэтилен высокого давления. Научно-технические основы промышленного синтеза / А.В. Поляков, Ф.И. Дунто, Ю.Н. Кондратьев, В.М. Кобяков, В.С. Зернов. - Л.: Химия, 1988. - 200 c.

169. Рабек, Я. Экспериментальные методы в химии полимеров: в 2-х частях. Пер. с англ. / Я. Рабек. - М.:Мир, 1983.- 384 с.

170. Козлов, Г.В. Кластерная модель аморфного состояния полимеров / Г.В. Козлов, В.У. Новиков //Успехи физических наук. - 2001. - Т. 171. - №. 7. - С. 717-764.

171. Saito, T. Intercalation of Diphenyl Sulfide into Nanogalleries and Preparation of Poly(p-phenylenesulfide)-Based Nanocomposites / T. Saito, M. Okamoto // Macromol. Mater. Eng. - 2006. - Vol. 291. - P. 1367-1374.

172. Gilman, J. W. Flammability Properties of Polymer-Layered-Silicate Nanocomposites. Polypropylene and Polystyrene Nanocomposites / Jeffrey W. Gilman, Catheryn L. Jackson, Alexander B. Morgan, Richard Harris, Jr. // Chem. Mater. - 2000. - No. 12. - P. 1866-1873.

173. Харитонов, В.В. Теплофизика полимеров и полимерных композиций / В.В. Харитонов. - Минск: «Вышэйшая школа», 1983. - 160 с.

174. Виноградов, А.В. Создание и исследование машиностроительных триботехнических материалов на основе политерафторэтилена и ультрадисперсных сиалонов: дис. ... д-ра техн. наук: 05.-2.01, 05.02.04. / А.В. Виноградов. - Гомель, 1993. - 293 с.

175. Слепцова, С.А. Исследование межфазного взаимодействия и разработка машиностроительных материалов на основе ПТФЭ и ультрадисперсных керамик: дис. . к-та техн. наук: 05.02.01 / С.А. Слепцова. - Якутск, 2000. -162 с.

176. Теплофизика полимеров / Под ред. Ю.К. Годовского. - М.: Химия, 1982. -216 с.

177. Гайдадин, А. Н. Анализ методик расчета кинетических параметров термодеструкции для термоэластопластов на основе полиолефинов / А. Н.

149

Гайдадин, И.П. Петрюк, Я.В. Зарудний // Известия ВолгГТУ. - 2011. - №8. -С.106-109.

150

Приложения

151

Приложение 1

УТВЕРЖДАЮ

УТВЕРЖДАЮ

УТВЕРЖДАЮ

Директор ИПНГ СО РАН,

Ректор СВФУ,

Мы, нижеподписавшиеся, представители ООО «Якутская Алмазная Компания)), главный технолог , Чомчоев И.А., инженер, Полятинский В.В. с одной стороны, и представитель Института проблем нефти и газа СО РАН, к.т.н., П.Н. Петрова, к.т.н., С.А. Слепцова, м н е., С.В. Васильев, вед.инж. Л.А. Никифоров, д.т.н., А.А. Охлопкова

с другой стороны, составили настоящий акт о внедрении в производство новых видов износостойких материалов на основе модифицированных термопластов для подшипников узлов трения о граночных станков.

Выполнение вышеуказанной работы начато в сентябре 2013 года и окончено в декабре 2013 года.

Основные результаты работы: Проведены опытные испытания самосмазывающихся полимерных материалов на основе ПТФЭ и СВМПЭ в виде подшипниковых деталей для ограночных станков. Сравнительная оценка показала, что применение новых полимерных деталей в узлах станков для огранки алмазов повышает производительность оборудования на 40% за счет повышения износостойкости и прочности подшипника из разработанных материалов. В связи с этим, уменьшились эксплуатационные затраты на ремонт и обслуживание станков.

От ИПНГСО РАН

к.т.н., П.Н. Петрова

к.т.н., С.А. Слепцова

От ООО «Якутская Алмазная Компания))

Гл.технолог, И.А. Чомчоев

м.н.с., С.В. Васильев вед.инж., Л.А. Никифоров зав.каф. ВМС и ОХ, А.А. Охлопкова

Инженер.

В.В. Полятинский

152

Приложение 2

АКТ внедрения полимерных композиционных материалов антифрикционного назначения на основе ПТФЭ и СВМПЭ

Мы, нижеподписавшиеся, представители Якутской ГРЭС, и.о. начальника ПТО Грузных Л.Р., начальник ОППР Попов А.Ю., зам. начальника ОППР Елегяев Е.Д. с одной стороны и, представители ФГАОУ ВПО «Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова», д.т.н., Охлопкова А.А., к.т.н., Слепцова С.А., инженер-исследователь Никифоров Л.А., специалист 2 категории, Кириллина Ю.В., зав. лаб., Охлопкова Т А. с другой стороны, составили настоящий акт о внедрении в эксплуатацию новых видов износостойких материалов на основе модифицированных термопластов для подшипников узлов трения — подшипника рабочего колеса ВВУ.

Выполнение работ начато в апреле 20)4 года и окончено в декабре 20)4.

Основные результаты работ: Проведены опытные испытания износостойких материалов на основе СВМПЭ и ПТФЭ в виде подшипников скольжения для ВВУ. Использование новых рецептур антифрикционных материалов позволило уменьшить эксплуатационные затраты на ремонт и издержки на время простоя вследствие увеличения надежности и долговечности узла трения.

От Якутской ГРЭС

И.о. начальника ПТО Грузных Л.

Начальник ОППР Попов А.Ю.

ОтСВФУ Г.Н.С., д.т.н.

зав. лаб., к.т.н. С.А. Слепцова

Зам. начальника ОППР Елегяев Е.Д.

Специалист 2

категории

Инженер-

исследователь

зав. лаб.

Т А. Охлопкова

Ю.В.Кириллина

Л.А.Никифоров

153

Приложение 3

1 ьс

АКТ ВНЕДРЕНИЯ

Мы, нижеподписавшиеся, представители ОАО «ДСК>>, Главный технолог Щавлева Л.Н.,

Ведущий технолог Константинова О.К., Ведущий конструктор Богатырев Н.Р., с одной стороны и, представитель ФГАОУ ВПО «Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова)), д.т.н., Охлопкова А.А., к.т.н. Слепцова С.А., инженеры-исследователи Капитонов Е.А., Никифоров Л.А., специалисты 2 категории Кириллина Ю.В, Лазарева Н.Н., Афанасьева Е.С., инженеры Васильев А.П., Борисова Р.В., Т.А. Охлопкова с другой стороны, составили настоящий акт о внедрении в производство новых видов износостойких материалов на основе модифицированных термопластов для подшипников узлов трения конвейерной линии.

Выполнение вышеуказанной работы начато в марте 20)4 года и окончено в декабре 20)4.

Основные результаты работы: Проведены опытные испытания износостойких материалов на основе ПТФЭ и СВМПЭ в виде подшипников скольжения для конвейерной линии. Использование новых рецептур антифрикционных материалов позволило увеличить ресурс работы, уменьшить эксплуатационные затраты на ремонт и издержки на время простоя.

От СВФУ

Г.Н.С., д.т.н.

зав. лаб., к.т.н. инженеры-исследователи

специалисты 2 категории

инженеры

Л.Н.Щавлева

О.К.Константинова

Н.Р. Богатырев