ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КАОЛИНА И СЕРПЕНТИНИТА НА СВОЙСТВА И СТРУКТУРУ ПТФЭ, МОДИФИЦИРОВАННОГО УГЛЕРОДНЫМИ НАНОТРУБКАМИ

ВВЕДЕНИЕ 4
Глава 1 Общие представления о композиционных материалах 5
1.1 Полимерные композиционные материалы 5
1.2 Полимерные композиционные материалы на основе политетрафторэтилена 6
Глава 2 Объекты и методы экспериментальных исследований 10
2.1 Объекты исследования 10
2.1.1 Политетрафторэтилен (ПТФЭ) 10
2.1.2 Углеродные нанотрубки 13
2.1.3 Каолин 15
2.1.4 Серпентинит 15
2.2 Методы исследования 16
2.2.1 Определение механических характеристик ПКМ 23
2.2.2 Определение трибологических характеристик ПКМ 23
2.2.3 Исследование полимерных композитов методом ИК-спектроскопии 23
2.2.4 Исследование полимерных композитов методом дифференциально-сканирующей калориметрии 25
2.2.5 Методика исследования на растровом электронном микроскопе 25
2.2.6 Определение твердости при вдавливании с помощью дюрометра (твердость по Шору) 26
Глава 3 Исследование влияния комплексного наполнителя «УНТ-каолин/серпентинит» на свойства ПТФЭ 28
3.1 Механические испытания ПКМ в зависимости от их состава 28
3.2 Термодинамические свойства ПТФЭ и ПКМ на его основе 32
3.3 Исследование надмолекулярной структуры композитов на растровом электронном микроскопе 34
3.4 Исследование трибологических характеристик композитов на основе ПТФЭ 36
3.5 Исследование поверхности трения ПКМ с помощью растрового электронного микроскопа 40
3.6 Исследования поверхности трения композитов методом ИК-спектроскопии 44
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 47
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 49

Весь текст будет доступен после покупки

Во время развития передовых технологий и промышленных отраслей важнейшим аспектом является качество применяемых материалов. Основу таких материалов зачастую выполняют полимеры, которые показывают хорошие показатели и с экологической, и с экономической сторон. Одной из ведущих областей экономики России является горнодобывающая промышленность. В горнодобывающей промышленности, а также в других отраслях промышленности самым эффективным материалом является политетрафторэтилен (ПТФЭ), так как его свойства превосходят показатели устойчивости и эффективности в целом во время эксплуатации, чем металлы и сплавы на их основе.
Создание совершенно нового полимера с нужными характеристиками экономически не выгодно, поэтому на сегодняшний день более распространены полимерные композиционные материалы (ПКМ), чьи характеристики можно менять и добиваться нужного результата путем изменения состава и количества наполнителей, вводимых в полимерную матрицу.
Актуальность исследований по созданию новых полимерных композитов обусловлена многообразием эксплуатационных требований, предъявляемых к материалу, и уникальностью свойств ПКМ на основе полимерной матрицы из ПТФЭ (низкий коэффициент трения, инертность, широкий диапазон рабочих температур – от -269 до +260?С). Полимерные материалы из ПТФЭ могут применяться в качестве диэлектриков, уплотнителей, герметизаторов, подшипников скольжения в узлах сухого трения, а также в агрессивных средах. Главными недостатками ПТФЭ считаются его высокая скорость износа, хладотекучесть и подверженность к термическому расширению. Для улучшения данных свойств ПТФЭ наиболее эффективным методом является модификация различными наполнителями. Для наибольшей эффективности используют комбинированное наполнение, состоящей из наполнителей различной природы. В данной работе было проведено исследование использования одностенных углеродных нанотрубок совместно со слоистыми силикатами.

Весь текст будет доступен после покупки

Глава 1 Общие представления о композиционных материалах
1.1 Полимерные композиционные материалы
Композиты – это материалы, состоящие из двух или более компонентов (армирующих элементов и скрепляющей их матрицы) и обладающие свойствами, отличными от суммарных свойств компонентов. При этом предполагается, что компоненты, входящие в состав композита, должны быть хорошо совместимыми и не растворяться или иным способом поглощать друг друга. В широком смысле композиционный материал – это любой материал с гетерогенной структурой, т.е. со структурой, состоящей минимум из двух фаз.
Такое определение позволяет отнести к композиционным материалам абсолютное большинство металлических материалов, поскольку они либо намеренно создаются многофазными, либо считаются однофазными, но в них есть неметаллические включения. Полимерные материалы также можно отнести к композитам, поскольку кроме основного компонента (полимера) в них присутствуют различные наполнители, красители и др. Материалы природного происхождения (кости человека и животных, древесина) также можно отнести к композиционным. Например, древесина представляет собой композицию из пучков целлюлозных волокон трубчатого строения, скрепленных матрицей из органического вещества – лигнина [1].
Для того чтобы выделить композиционные материалы (КМ) искусственного происхождения, подчеркнуть их характерные особенности наиболее полным считается определение, согласно которому: к композитам относятся материалы, обладающие рядом признаков:
1. состав, форма и распределение компонентов материала «запроектированы заранее»;
2. материал не встречается в природе, а создан человеком;
3. материал состоит из двух или более компонентов, различающихся по химическому составу и разделенных выраженной границей;
4. свойства материала определяются каждым из его компонентов, которые должны присутствовать в материале в достаточно больших количествах (больше некоторого критического содержания);
5. материал обладает такими свойствами, которых не имеют его компоненты, взятые в отдельности;

Весь текст будет доступен после покупки

1. Охлопкова, А.А. Пластики, наполненные ультрадисперсными неорганическими соединениями [Текст] / А.А. Охлопкова, А.В. Виноградов, Л.С. Пинчук // Гомель: ИММС НАНБ, 1999. - 164 с
2. Машков, Ю.К. Калистратова Композиционные материалы на основе политетрафторэтилена [Текст] / Ю.К. Машков З.Н. Овчар, В.И. Суриков // М.: Машиностроение, 2005. – 240 с
3. Михайлин Ю.А. Волокнистые полимерные композиционные материалы в технике [Текст] / Ю.А. Михайлин // М: Химия, 2013. – 225 с.
4. Show, Y Electrically Conductive CNT/PTFE Composite Film for Corrosion Resistant Coating on Bipolar Plate of Fuel Cell. [Text] / Show, Y., Takahashi, K., Nishimura, R., Kohara, K., Fukami, Y., & Murata, H // MRS Online Proceedings Library (OPL) (2009) 1204, 1204-K18-24. doi:10.1557/PROC-1204-K18-24
5. Yoshiyuki Show, Hironori Itabashi, Elec-trically conductive material made from CNT and PTFE [Text] / Yoshiyuki Show // Diamond & Related Materials, 2008, 17, 602–605.
6. Булах, А. Г. Общая минералогия [Текст]: учебник / А. Г. Булах. – 2-е изд., испр. и перераб // СПб.: изд-во С.-Петерб. ун-та, 1999. – 356 с.
7. Патент РФ № 2586334 С10N30/06, C10M125/00. Присадка к приработочному маслу для обкатки двигателя внутреннего сгорания [Текст] / Зайцев А.Б., Сидоров А.А., Шабанов А.Ю. [и др.]; заявитель и патентообладатель: Министерство промышленности и торговли РФ.
8. Зарубин, В.П. Создание перспективных смазочных материалов для использования в пожарной технике [Текст] / В.П. Зарубин, В.В. Киселев, А.А. Покровский // Вестник Воронежского института. ГПС МЧС России. – 2016. - № 3 (20).
9. Корнилов, А. В. Силикатные материалы строительного назначения из нерудного сырья: монография [Текст] / А. В. Корнилов, Т. З. Лыгина, А. И. Хацринов; под редакцией Е. И. Шевченко // Казань: Казанский национальный исследовательский технологический университет, 2016. — 128 c.
10. ООО«ТЕХНО-ГРУПП»: [Электронный ресурс] / Москва, 2013. URL: https://tehnogrupp.com/blog/material-ptfe-politetraftoretilen-ili-teflon
11. Косаковская Я. Нановолоконная углеродная структура [Текст] / Я. Косаковская // Письма в ЖЭТФ, 1992, 26 с.
12. Радушкевич, Л. В. О структуре углерода, образующегося при термическом разложении окиси углерода на железном контакте [Текст] / Л. В. Радушкевич, В.М. Лукьянович // ЖФХ. – 1952. – 88 с.
13. Елецкий, А.В. Углеродные нанотрубки и их эмиссионные свойства [Текст] / А.В. Елецкий // Успехи физических наук. – 2002. – Т. 172, № 4. – С. 401-438.

Весь текст будет доступен после покупки