Исследование триботехнических свойств сверхвысокомолекулярного полиэтилена, наполненного серой, дифенилгуанидином и 2-меркаптобензтиазолом

Приведены результаты исследований триботехнических свойств, твердости и плотности композитов на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ), наполненного серой, дифенилгуанидином (ДФГ) и 2-меркаптобензтиазолом (МБТ) и их смесями. Установлено, что введение в СВМПЭ выбранных наполнителей практически не влияет на твердость и плотность композитов, но приводит к существенному (в 2–3 раза) повышению износостойкости материалов. Методом электронной микроскопии установлено, что в композитах с содержанием МБТ формируются вторичные структуры, защищающие поверхностный слой материала от изнашивания. Методом ИК-спектроскопии установлено, что при изнашивании композитов протекают трибохимические реакции с образованием гидроксильных и карбонильных групп. Разработанные материалы СВМПЭ/МБТ и СВМПЭ/ДФГ/МБТ обладают высокой износостойкостью и могут быть использованы как материалы триботехнического назначения.

сверхвысокомолекулярный полиэтилен, полимерный композиционный материал, наполнители, износостойкость, коэффициент трения, структура, трибохимические реакции, поверхность трения

1. Kurdi A., Chang L. Recent Advances in High Performance Polymers. – Tribological Aspects // Lubricants. – 2019. – V. 7, N 1. – P. 2.

2. Галибеев С.С., Хайруллин Р.З., Архиреев В.П. Сверхвысокомолекулярный полиэтилен. Тенденции и перспективы // Вестник Казанского технологического университета. – 2008. – № 2.– С. 50–55.

3. Бузник В.М., Каблов Е.Н. Состояние и перспективы арктического материаловедения // Вестник Российской академии наук. – 2017. – Т. 87, № 9. – С. 827–839.

4. Панин С.В., Корниенко Л.А., Ваннасри С., Иванова Л.Р., Шилько С.В. Сравнительный анализ влияния нано- и микронаполнителей окисленного Al на фрикционно-механические свойства СВМПЭ // Трение и износ. – 2010. – Т. 31, № 5. – С. 492–499.

5. Okhlopkova A.A., Nikiforov L.A., Okhlopkova T.A., Borisova R.V. Polymer Nano-composites exploited under the arctic conditions // KnE Materials Science. – 2016. – V. 1, N 1. – P. 122–128.

6. Chukov D.I., Stepashkin A.A., Maksimkin A.V., Tcherdyntsev V.V., Kaloshkin S.D., Kuskov K.V., Bugakov V.I. Investigation of structure, mechanical and tribological properties of short carbon fiber reinforced UHMWPE-matrix composites // Composites Part B: Engineering. – 2015. – V. 76. – P. 79–88.

7. Borisova R.V., Spiridonov A.M., Okhlopkova T.A., Nikiforov L.A., Golikov A.N., Shadrinov N.V., Okhlopkova A.A. Bromination of UHMWPE surface as a method of changing adhesion to nanoparticles // Materials Today Communications. – 2018. – V. 14. – P. 65–71.

8. Кахраманов Н.Т., Касумова Г.Ш., Осипчик В.С., Гаджиева Р.Ш. Износостойкие полимерные материалы. Структура и свойства // Пластические массы. – 2017. – № 11–12. – С. 8–15.

9. Wang H., Xu L., Zhang M.X., Li R., Xing Z., Hu J. T. More wear‐resistant and ductile UHMWPE composite prepared by the addition of radiation crosslinked UHMWPE powder // Journal of Applied Polymer Science. – 2017. – V. 134, N. 13. – DOI: 10.1002/app.44643.

10. Doshi B., Ward J.S., Oral E., Muratoglu O.K. Fatigue toughness of irradiated vitamin E / UHMWPE blends //Journal of Orthopaedic Research. – 2016. – V. 34, N 9. – P. 1514–1520.

11. Догадкин Б.А., Донцов А.А. Взаимодействие полиэтилена с серой в присутствии меркаптобензотиазола и тетраметилтиурамдисульфида // Высокомолекулярные соединения. – 1963. – №. 1. – С. 1107–1117.

12. Тарасевич Б.Н. ИК спектры основных классов органических соединений. – М.: МГУ, 2012. – 54 с.

13. Gu Y., Fei X., Lan Y., Shi B., Zhang B., Jia G. Synthesis, crystal structure and spectral properties of thiazole orange derivative // Chalcogenide Letters. – 2010. – V. 7, N 5. – P. 299–306.