CC BY
85
УДК 621.891:661.862'022
Эффект модифицирования сверхвысокомолекулярного полиэтилена нановолокнами А1203 и сополимером стирола малеинового ангидрида: механические и триботехнические свойства
В. В. Илясов, Нгуен Ван Чыонг
(Донской государственный технический университет)
Представлены результаты испытаний механических и триботехнических свойств композиционных материалов на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена, химически модифицированного стиролом малеинового ангидрида, в зависимости от содержания компонентов и наполнителя типа нановолокон оксида алюминия.
Ключевые слова: сверхвысокомолекулярный полиэтилен, стирол, малеиновый ангидрид, нанонаполнитель, оксид алюминия, износостойкость, механические свойства.
Введение. В последние годы широко используют и активно изучают композиционные полимерные материалы. В частности, значительный интерес вызывают многокомпонентные полимерные смеси и сплавы. При синтезе этих материалов появляется возможность сочетать полезные свойства каждого компонента в конечном продукте [1]. На формирование функциональных свойств смесей влияют такие характеристики, как природа дисперсной и дисперсионной фаз, объёмное соотношение этих фаз, размеры и распределение по размерам частиц дисперсной фазы, межфаз-ное взаимодействие [2].
Большое значение имеют методы получения смесей полимерных материалов, в которых в ходе смешения компонентов протекают химические реакции [3]. Известно [2], что большинство полимеров ограниченно совместимы, а их смеси обладают гетерогенной морфологией. При реакционном смешении появляется возможность регулирования параметров фазовой структуры многокомпонентных полимерных материалов. Смешение полимеров — сложный физико-химический процесс, протекающий при наличии механической активации и заданных температур. При этом скорость протекания химической реакции определяется характером смешения, температурными градиентами, диффузией реагентов и продуктов. Обычно эти условия можно регулировать в экструдерах-реакторах.
Среди полимерных материалов, создаваемых на основе полиэтиленов, значительный интерес представляет сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ, инм\А/РЕ), обладающий повышенными функциональными свойствами (прочностью, низким коэффициентом трения, износостойкостью, химической стойкостью в агрессивных средах и т. д.), что позволяет использовать его в различных отраслях промышленности для изделий специального назначения [4].
Поиск способов улучшения физико-механических свойств объёмных изделий из СВМПЭ путём механической активации материала позволил авторам работы [5] добиться 4-кратного увеличения его износостойкости за счёт более плотной упаковки структурных элементов полимера. Установлено изменение характера укладки углеводородных СН2-цепей в полимере от частично фибриллярного к ламеллярному.
В работе [6] показано, что модифицирование СВМПЭ нановолокнами (С, А1203) и наночастицами (Си, БЮг) в малых концентрациях (0,1—0,5 мае. %) приводит к значительному повышению его деформационно-прочностных и триботехнических характеристик. Установлено, что по сравнению с наночастицами нановолокна быстрее формируют устойчивую плёнку фрикционного переноса, т. к. имеют большую поверхность.
Известно [2], что модификацию полимеров проводят, чтобы улучшить совместимость полимерных смесей. Для этого широко используют привитые сополимеры. Механизмы прививки и
структуры привитых сополимеров в зависимости от условий проведения процесса рассмотрены в обзоре [3]. Для прививки используются такие мономеры как стирол (С), малеиновый ангидрид (МА), глицидилметакрилат (ГМА), пероксиды и др. Смешение сополимера с другим компонентом смеси, при котором протекают реакции привитых полимеров с другими компонентами смеси, приводит к улучшению межфазного взаимодействия [2]. Следует отметить, что при модификации полимеров происходит деструкция, сопровождающаяся обрывом химических связей в макромолекуле и приводящая к уменьшению молекулярной массы полимера. Одна из важнейших задач при прививке заключается в уменьшении степени деструкции полимера. Известно [7], что наличие мономера стирола увеличивает степень прививки стирола малеинового ангидрида к полипропилену (ПП) и значительно уменьшает степень деструкции.
Авторы работы [4] методами рентгеноструктурного анализа, ИК-спектроскопии, сканирующей дифференциальной калориметрии и электронной микроскопии изучили надмолекулярную структуру и поверхность трения полимера с различным содержанием привитых сополимеров в виде привитых стиролом малеинового ангидрида СВМПЭ и полиэтилена низкого давления. Показано, что введение привитого СВМПЭ не влияет на вязкоупругие параметры полимер-полимерного композита, а введение привитого полиэтилена низкого давления заметно улучшает его технологические свойства (текучесть, пластичность) при сохранении прочности. Отмечено, что химическое модифицирование СВМПЭ существенно (в 2—3 раза) повышает его износостойкость. Это обусловлено особенностями кристаллизации и формирования надмолекулярной структуры полимера. Однако в опубликованной литературе нет данных об особенностях кристаллизации и формирования функциональных свойств полимер-полимерного композита на основе СВМПЭ при одновременном влиянии различного содержания привитого СВМПЭ и наполнителей в виде нановолокон и наночастиц.
Полиэтиленовые полимеры образованы мономером этилена типа С2Н4. Различные его сочетания образуют цепочки, которые могут быть линейными или разветвлёнными [8]. Существующие виды полиэтиленовых полимеров классифицируются на основе таких характеристик, как молекулярная масса и плотность. Эти характеристики определяются длиной и структурой цепи. Структура макромолекул сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) отличается очень большой длиной и малой разветвлённостью по сравнению с полиэтиленом низкого давления (ПЭНД) и содержит в среднем 175000 ячеек С2Н4. Молекулярная масса СВМПЭ составляет 5000 кг/моль. Для полимера СВМПЭ характерно уменьшение общего числа групп СН2 за счёт как концевых, так и боковых ответвлений и значительного уменьшения количества ненасыщенных связей. Благодаря особенностям строения макромолекул и их большой длине кристаллизация СВМПЭ затруднена, и он имеет более низкую плотность и степень кристалличности по сравнению с ПЭНД.
Полимеры СВМПЭ и ПЭВП имеют поликристаллические структуры, состоящие из кристаллических областей, в которых длинные цепочки сворачиваются в упорядоченную структуру, и аморфных областей, где цепи остаются в неупорядоченном состоянии. В кристаллической области позиции углерода в цепи могут быть представлены орторомбической элементарной ячейкой с параметрами (а = 0,740 нм, Ь = 0,4939 нм, С = 0,2547 нм) [8]. Следует отметить, что полимер СВМПЭ частично содержит кристаллические и аморфные области, между которыми действуют молекулярные связи. Характер этих связей и типы полукристаллических структур для полиэтилена приведены в работах [9, 10].
Как известно [11], агрегация макромолекул у полимеров в кристаллическом состоянии приводит к образованию разных типов кристаллитов, которые представляют собой одну из простейших форм надмолекулярных структур. В свою очередь, кристаллиты объединяются в более сложные формы надмолекулярных структур (например, фибриллы, сферолиты, сростки сфероли-тов в виде лент и пластин), наблюдаемых при помощи растровой электронной микроскопии [5, 6,
12]. Различия в надмолекулярных структурах заметно влияют на физические свойства полимера. Направленное изменение надмолекулярных структур, достигаемое температурными, механическими и др. воздействиями, существенно влияет на комплекс свойств полимера и широко применяется в промышленности. Надмолекулярную структуру СВМПЭ образуют сферолиты, составленные из ламелей [11]. Следует отметить, что изменение надмолекулярных структур полимерных изделий при эксплуатации является одной из причин их деструкции.
Таким образом, исследование закономерностей формирования функциональных свойств (в частности, механических и триботехнических) композитов на основе химически модифицированного СВМПЭ и нанонаполнителей различного типа, на наш взгляд, является актуальной задачей. Неполнота данных об особенностях кристаллизации и формирования функциональных свойств полимер-полимерного композита на основе СВМПЭ при одновременном влиянии различного содержания привитого СВМПЭ и наполнителей в виде нановолокон оксида алюминия побудили нас к изучению их механических и триботехнических свойств.
Методики исследования. В работе использовали высокомолекулярный полиэтилен марки GUR4120UHMW-PE производства фирмы Ticona (Германия): молекулярная масса З'Ю3 кг/моль, плотность 930 кг/м3. Сополимеры высокомолекулярного полиэтилена с мономером стирола ма-леинового ангидрида (UHMWPE-g-SMA) получали методом твердофазной реакции, с использованием планетарной мельницы в атмосфере озона (ГК «Олента», Москва). Введение мономера стирола в сополимер позволило увеличить степень прививки стирола малеинового ангидрида к полиэтилену, которая составила »1 %. Механическое перемешивание связующего (GUR4120UHMW-РЕ), сополимера (UHMWPE-g-SMA) разного процентного содержания (в интервале 1—20 мае. %) и наполнителя (нановолокон А1203) осуществляли в планетарной шаровой мельнице. Образцы получены методом горячего прессования аналогично работе [6], при следующем режиме: давлении 10 МПа, температуре 190 °С и скорости охлаждения 3-И °С/мин.
Механические характеристики полученных композитов при статическом нагружении измеряли на разрывной машине INSTRON-5582. Образцы на растяжение, имеющие форму двойной лопатки с размером 250x5x0,9 мм, растягивали с постоянной скоростью, регистрируя приложенную нагрузку и удлинение. Модуль упругости определяли по формуле [13]:
Е (^-^К р~{к-к)Л'
где F2 — нагрузка, соответствующая относительному удлинению 0,3 %, Н; F1 — нагрузка, соответствующая относительному удлинению 0,1 %, Н; /0 — расчётная длина образца, мм; Д — площадь начального поперечного сечения образца, мм2; ¿2 — удлинение, соответствующее нагрузке F2, мм; ¿i — удлинение, соответствующее нагрузке Fu мм.
Твёрдость по Шору определяют с помощью универсального прибора ИМПУЛЬС-1Р.
Испытания на сухое трение по схеме вал — колодка проводили с использованием машины трения «СМТ-1». Размер образца составил 8x8x10 мм, диаметр контртела — 62 мм, скорость вращения — 100 об/мин, нагрузка — 160 Н. Поверхности трения образцов исследовали на оптическом профилометре. Площадь дорожки трения определяли с помощью программного обеспечения Rhino Ceros 3.0 путём ручного выделения контура поверхности истирания и последующего автоматического расчёта площади.
Оценка толщины унесённого слоя проводилась по монтажам оптических изображений, снятых на поверхности трения, путём пересчёта её величины через измеренное значение ширины
дорожки трения по формуле [14]: х = R R2 - /2/4 . Здесь R— радиус вала, /— ширина дорожки трения на образце.
Скорость изнашивания определяли как тангенс угла наклона касательной к соответствующей кривой на стадии установившегося износа по формуле [15]: tga = Д¿У/Дf. Здесь Ш — разность площадей в конце и начале стадии устойчивого изнашивания, Д£ — время изнашивания.
Износостойкость определяли как величину, обратную скорости изнашивания. Путь, пройденный на каждом отрезке времени, рассчитывали по формуле: 5 = со-^ •£, где со — скорость вращения вала, А — длина окружности, £ — время изнашивания.
Результаты и обсуждение. На первом этапе исследовали механические свойства композиций сверхвысокомолекулярного полиэтилена с различным содержанием (х %) сополимера 1_1НМ\Л/РЕ-д-БМА (х = 1-^20 мае. %) и 0,5 мае. % наполнителя типа нановолокон оксида алюминия А1203, введённых в исходную порошковую смесь. Зависимости плотности и твёрдости по Шору отмеченных выше композиций приведены на диаграмме (рис. 1).
Предел прочности, МПа
Относительное удлинение,
ЦНМЖРЕ
инм%ТЕ
-0.5%
А1203
600
500
400
300
200
100
о
л л «1
ЩШЖРЕ ■ ИНМШРЕ
-
0.5%
А1203
6)
Рис. 1. Зависимости плотности (а) и твёрдости по Шору (6) композиций сверхвысокомолекулярного полиэтилена с наполнением 0,5 % А1203 от содержания сополимера х % 1_1НМ\Л/РЕ-д-5МА: 1 — 1 %, 2 — 3 %, 3 — 5 %, 4 — 10 %, 5 — 20 %
Анализ представленных на рис. 1 данных позволяет отметить, что плотность и твёрдость по Шору композиций СВМПЭ, наполненных нановолокнами А1203, возрастает по сравнению с композициями на основе СВМПЭ, химически модифицированными только сополимером. Показатели твёрдости по Шору отмеченных композиций повышаются при наполнении нановолокнами А1203 в среднем на 0,4 %. Так, для композиций СВМПЭ, химически модифицированных сополимером, показатели твёрдости находятся в интервале 97,8-^98,0. При дополнении этих композиций наполнителем (нановолокна А1203 0,5 мае. %) показатели твёрдости достигают значений 98,2-^98,4. Диаграмма значений модуля упругости рассмотренных выше композиций представлена на рис. 2.
В табл. 1 приведены механические характеристики для исходной композиции СВМПЭ, модифицированной наполнителем композиции: СВМПЭ + 0,5 мае. % А1203, композиций СВМПЭ для разного содержания сополимера и фиксированного содержания наполнителя (0,5 мае. % нановолокон оксида алюминия).
Анализ данных рис. 1 и 2, и табл. 1 позволяет отметить следующие закономерности. Во-первых, при добавлении в композицию нановолокон оксида алюминия упругие свойства композиций несущественно изменяются; во-вторых, с увеличением содержания только сополимера стирола малеинового ангидрида в СВМПЭ модуль упругости композиции слабо падает. Упругопластические характеристики СВМПЭ такие, как предел прочности и относительное удлинение при разрыве, существенно изменяются при наполнении композиции нановолокнами оксида алюминия и модифицирования сополимером, что иллюстрируют также диаграммы на рис. 3.
В работе определена износостойкость всех рассмотренных выше композиционных материалов. Проведённые испытания на трение показали, что за первые 10 минут работы площадь
дорожки трения, например, образца немодифицированного СВМПЭ составила 27,3211СГб м2. Дальнейшее его испытание при той же нагрузке привело к увеличению площади дорожки трения: после 60 минут она достигла 30,44-10“6 м2, а после 90 минут — згдО'Ю“6 м2. За время испытаний 180 минут площадь дорожки трения составила 36,03 1 10“6 м2. Аналогично проведены испытания различных композиций системы «СВМПЭ — малеиновый ангидрид — оксид алюминия». Временная зависимость площади дорожки трения композиций СВМПЭ представлена на рис. 4.
700
600
500
400
300
200
Модуль упругости ,МПа
ГГ
І I
| ■ ЦНМ\¥РЕ
■ 1ЛШ\¥РЕ + 0.5% АІ203
100
1 2 3 4 5
Рис. 2. Зависимость модуля упругости композиций СВМПЭ от содержания сополимера и наполнителя (0,5 мае. % нановолокон оксида алюминия): 1 — 1 %, 2 — 3 %, 3 — 5 %, 4 — 10 %, 5 — 20 %
Таблица 1
Механические характеристики композиций СВМПЭ: исходного, модифицированного (0,5 % нановолокон А1203) и одновременно модифицированного сополимером стирола малеинового ангидрида и наполнителем (0,5 мае. % нановолокон А1203)
Материал Плотность, г/см3 Твёрдость по Шору Модуль упругости, МПа Предел текучести, МПа Предел прочности, МПа Относительное удлинение при разрыве, %
СВМПЭ 0,916 97,9 549,5 20 34,3 470,9
СВМПЭ+1 % 1_1НМ\Л/РЕ-д-БМА+0,5 % А1гОз 0,921 98,2 590,0 17,6 27,9 382
СВМПЭ+3 % 1_1НМ\Л/РЕ-д-БМА+0,5 % А1г03 0,920 98,4 582,6 18,3 32,2 457
СВМПЭ+5 % 1_1НМ\Л/РЕ-д-БМА+0,5 % А1г03 0,922 98,3 576,3 17,3 32,2 476,7
СВМПЭ+10 %1_1НМ\Л/РЕ-д-БМА+0,5 % А1г03 0,22 98,4 572,1 18,1 32,3 475,5
СВМПЭ+20 %1_1НМ\Л/РЕ-д-БМА+0,5 % А1г03 0,924 98,3 564,7 16,8 34,3 479,2
Анализ рис. 4 показывает, что рост площади дорожки трения во время испытания существенно уменьшается при добавлении одновременно модификаторов (стирола и малеинового ангидрида) и наполнителя — нановолокон оксида алюминия. Лучший результат получен в образцах, содержащих 10 вес. % легированного стиролом малеинового ангидрида СВМПЭ и 0,5 мае. % нановолокон оксида алюминия А1203 (рис. 4, кривая 5). Данный результат согласуется с представлениями авторов работы [4].
Толщина унесённого слоя и интенсивность изнашивания химически модифицированного композита разного состава «СВМПЭ — малеиновый ангидрид — оксид алюминия» приведены в
34
табл. 2. Из анализа данных табл. 2 следует, что антифрикционные свойства СВМПЭ улучшаются при химическом модифицировании СВМПЭ мономерами стирола и малеинового ангидрида. Толщина унесённого слоя уменьшается значительно с увеличением содержания отмеченных выше модификаторов. Причём добавление 10 мае. % химически модифицированного СВМПЭ позволяет уменьшить толщину унесённого слоя в 2,7 раза относительно немодифицированного СВМПЭ.
Предел прочности, МПа
Относительное удлинение, %
ІІЛШЖРЕ
■ иНМЛУРЕ + 0.5% А1203
600
500
400
300
200
100
о
І ІІ Iі М 1
1
инйгагрЕ
итдарЕ
-
0.5%
А1203
1
Рис,
1 2 3 4 5
а) 6)
3. Зависимости прочности (а) и относительного удлинения (6) композиций СВМПЭ (с наполнением 0,5 от содержания сополимера х % иНМУУРЕ-д-БМА: 1 — 1 %, 2 — 3 %, 3 — 5 %, 4 — 10 %, 5 — 20
мае. % А1203) %
Зависимости толщины унесённого слоя и интенсивности изнашивания трением для исходного СВМПЭ и для СВМПЭ, химически модифицированного 1_1НМ\Л/РЕ-д5МА и 0.5 мае. % нановолокнами А1203, приведены в табл. 3.
Рис. 4. Зависимость площади дорожки трения от времени для композиций СВМПЭ (с наполнением 0,5 мас.% А1203) от содержания сополимера х % 1_1НМ\Л/РЕ-д-5МА: 1 — 0 %, 2 — 1 %, 3 — 3 %, 4 — 5 %, 5 — 10 %, 6 — 20 %
Из анализа данных табл. 3 следует, что антифрикционные свойства СВМПЭ существенно возрастают при добавлении модификаторов и наполнителя. Толщина унесённого слоя и интенсивность изнашивания с увеличением содержания 1_1НМ\А/РЕ-д5МА и наполнителя в СВМПЭ уменьшаются в 1,4 и 2,6 раза соответственно. Наилучшие антифрикционные свойства наблюдается в
СВМПЭ, химически модифицированном 10 мае. % ШМ\Л/РЕ-д5МА и 0,5 мае. % нановолокон оксида алюминия.
Таблица 2
Значения толщины унесённого слоя и интенсивности изнашивания в зависимости
от содержания сополимера в СВМПЭ
Материал Толщина унесённого слоя, 10 ь м Интенсивность изнашивания, 10 10 м^/с
1_1НМ\Л/РЕ 58,3 ± 0,02 8,52±0,0033
UHMWPE+l мае. % 1_1НМ\Л/РЕ-д5МА 35,3±0,03 5,41±0,0066
UHMWPE+3 мае. % UHMWPE-gSMA 41,0±0,015 6,38±0,032
UHMWPE+5 мас. % І_ІНМ\Л/РЕ-Є5МА 37,6±0,019 6, И ±0,0067
UHMWPE+10 мае. % UHMWPE-gSMA 22,5±0,017 3,3±0,033
1_1НМ\Л/РЕ+20 мае. % UHMWPE-gSMA 38,3±0,011 7,08±0,0033
Таблица 3
Значения толщины унесённого слоя и интенсивности изнашивания композиций в зависимости от содержания модификаторов: UHMWPE-gSMA и нановолокон оксида
алюминия в СВМПЭ
Материал Толщина унесённого слоя, 10 ь м Интенсивность изнашивания, 10 10 м^/с
UHMWPE 58,3±0,017 8,52±0,0033
UHMWPE+l% UHMWPE-gSMA+0,5%AI2Oз 44,5±0,024 7,90±0,0021
UHMWPE+3% UHMWPE-gSMA+0,5% А1203 38,2±0,019 4,26±0,0083
UHMWPE+5% UHMWPE-gSMA+0,5% А1203 21,3±0,012 1,93±0,0067
UHMWPE+10% 1_1НМ\Л/РЕ-д5МА+0,5% А1203 16,6±0,010 1,90±0,0033
UHMWPE+20% UHMWPE-gSMA+0,5% А1203 24,5±0,018 4,32±0,002
Диаграммы зависимости интенсивности изнашивания от содержания изучаемых здесь модификаторов (инм\Л/РЕ+х % иН-д5МА+0,5 % А1203) представлены на рис. 5.
■ иНГЖРЕ
■ 11НГЖРЕ+ х%иН1ШРЕ-дЗМА
□ 11НМ\Л/РЕ+ х%иНМ\/УРЕ-дЗМА + 0,5%А1203 Интенсивность изнашивания, иУ'чп'с
1 2 3 4 5
Рис. 5. Зависимость интенсивности изнашивания от содержания сополимера х % 11НМ\Л/РЕ-д-5МА: 1 — 1 %, 2 — 3 %, 3 — 5 %, 4 — 10 %, 5 — 20 %
Определённую закономерность иллюстрирует диаграмма на рис. 5. Установлено, что использование наполнителя (нановолокно А1203), во-первых, существенно снижает интенсивность изнашивания композита на основе СВМПЭ, во-вторых, расширяет оптимальную область химического модифицирования мономерами.
На стадии установившегося изнашивания износостойкость СВМПЭ возрастает в обоих случаях. В частности, при добавлении 0,5 мае. % нановолокон А1203 и 10 мае. % химически модифицированного СВМПЭ износостойкость возрастает в большей степени (в 4,5 раза), чем в случае добавления только 10 мае. % химически модифицированного СВМПЭ (в 2,3 раза относительно немодифицированного СВМПЭ).
Заключение. В работе показана возможность управления триботехническими свойствами композиционных полимерных материалов на основе модифицированного сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Установлено, что использование в качестве наполнителя незначительного количества нановолокон оксида алюминия (0,5 мае. %) существенно снижает интенсивность изнашивания композита на основе системы UHMWPE + х % UHMWPE-g-SMA + 0,5 % А1203. В присутствии
0,5 мае. % нановолокон оксида алюминия наблюдается расширение оптимальной области содержания сополимера (5-^10) мае. % UHMWPE-g-SMA, что позволяет уменьшить в два раза содержание сополимера. Последнее обстоятельство помимо экономии времени и материала, на наш взгляд, должно привести к уменьшению деструкции модифицированного сверхвысокомолекулярного полиэтилена и повышению качества изделий.
Библиографический список
1. Пол, Д. Полимерные смеси / Д. Пол, К. Бакнелл. — Санкт-Петербург: НОТ, 2009. — 1224 с.
2. Прут, Э. В. Химическая модификация и смешение полимеров в экструдере-реакторе / Э. В. Прут, А. Н. Зеленецкий // Успехи химии. — 2001. — Т. 70. — № 1. — С. 72—87.
3. Влияние характера химической реакции на структуру и свойства смесей при реакционном смешении полимеров / О. А. Баранов [и др.] // Успехи химии. — 1997. — Т. 66. — С. 972—984.
4. Виноградов, Г. В. Реология полимеров / Г. В. Виноградов, А. Я. Малкин. — Москва: Химия, 1977. — 473 с.
5. Влияние механической активации сверхвысокомолекулярного полиэтилена на его механические и триботехнические свойства / В. Е. Панин [и др.] // Трение и износ. — 2010. — Т. 31. — № 2. — С. 13—20.
6. Сравнение эффективности модифицирования СВМПЭ нановолокнами (С, А1203) и наночастицами (Cu, Si02) при получении антифрикционных композитов / С. В. Панин [и др.] // Трение и износ. — 2010. — Т. 31 — № 6. — С. 603—611.
7. Sun, Y.-J. Reactive compatibilization of polypropylene and polyethylene terephthalate blends / Y.-J. Sun, G.-H. Hu, M. Lambía // J. Appl. Polym. Sei. — 1995. — V. 57. — P. 1043.
8. Askeland, D.-R. The Science and Engineering of Materials / D.-R. Askeland. — Boston: PWS Publishing, 1994. Электрон, ресурс. Режим доступа: synl.ac.cn;org/non/zul/publishings/19.pdf (дата обращения 01.03.2012).
9. Shackelfond, J.-F. Introduction to Materials Science for Engineers / J.-F. Shackelfond. — New Jersey: Prentice Hall, 1996. Электрон, ресурс. Режим доступа: search-pdf-books.com (дата обращения 01.03.2012).
10. Lin, L. Structure and plastic deformation of polyethylene / L. Lin, A. S. Argon // Journal of Materials Science. — 1994. — V. 29. — P. 294—323.
11. Каргин, В. А. О строении линейных полимеров / В. А. Каргин, А. И. Китайгородский, Г. Л. Слонимский // Коллоидный журнал. — 1957. — Т. 19. — № 2. — С. 131.
12. Rohani, А.-М. Effects of Polyethylene-g-maleic Anhydride on Properties of Low Density Polyethylene/Thermoplastic Sago Starch Reinforced Kenaf Fibre Composites / A.-M. Rohani, H. Ismail, R. Mat Taib // Iranian Polymer Journal. — 2010. — V. 19, № 7. — P. 501—510.
13. Воронков, А. Г. Исследование физико-механических свойств полимеров и полимерных композитов / А. Г. Воронков, В. П. Ярцев, В. И. Леденев. — Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2004. - 28 с.
14. Tjong, S.-C. Microstructural and mechanical characteristics of in situ metal matrix composites / S.-C. Tjong, Z.-Y. Ma // Mater. Sci. Eng. - 2000. - V. 29. - P. 49-113.
15. Веттегрень, В. И. Кинетика трения и износа полимерных композиционных материалов /
В. И. Веттегрень, А. Я. Башкарев, М. А. Суслов // Физика твёрдого тела. — 2005. — Т. 47. —
В. 9. — С. 1619—1624.
Материал поступил в редакцию 15.06.2012.
References
1. Pol, D. Polimerny'e smesi / D. Pol, K. Baknell. — SPb.: NOT, 2009. — 1224 s. — In Russian.
2. Prut, E'.V. Ximicheskaya modifikaciya i smeshenie polimerov v e'kstrudere-reaktore / E'. V. Prut, A. N. Zeleneczkij // Uspexi ximii. — 2001. — T. 70. — № 1. — S. 72—87. — In Russian.
3. Vliyanie xaraktera ximicheskoj reakcii na strukturu i svojstva smesej pri reakcionnom smeshe-
nii polimerov / O. A. Baranov [i dr.] // Uspexi ximii. — 1997. — T. 66. — S. 972—984. — In Russian.
4. Vinogradov, G. V. Reologiya polimerov / G. V. Vinogradov, A. Ya. Malkin. — М.: Ximiya,
1977. — 473 s. — In Russian.
5. Vliyanie mexanicheskoj aktivacii sverxvy'sokomolekulyarnogo polie'tilena na ego mexa-nicheskie i tribotexnicheskie svojstva / V. E. Panin [i dr.] // Trenie i iznos. — 2010. — T. 31. — № 2. —
S. 13—20. — In Russian.
6. Sravnenie e'ffektivnosti modificirovaniya SVMPE' nanovoloknami (C, Al203) i nano-chasticzami (Cu, Si02) pri poluchenii antifrikcionny'x kompozitov / S. V. Panin [i dr.] // Trenie i iznos. — 2010. — T. 31 — № 6. — S. 603—611. — In Russian.
7. Sun, Y.-J. Reactive compatibilization of polypropylene and polyethylene terephthalate blends / Y.-J. Sun, G.-H. Hu, M. Lambla // J. Appl. Polym. Sci. — 1995. — V. 57. — P. 1043.
8. Askeland, D.-R. The Science and Engineering of Materials / D.-R. Askeland. — Boston: PWS Publishing, 1994. Electronic resource. Access Mode of: synl.ac.cn;org/non/zul/publishings/19.pdf (date of access 01.03.2012).
9. Shackelfond, J.-F. Introduction to Materials Science for Engineers / J.-F. Shackelfond. — New Jersey: Prentice Hall, 1996. Electronic resource. Mode of access: search-pdf-books.com (date of access 01.03.2012).
10. Lin, L. Structure and plastic deformation of polyethylene / L. Lin, A. S. Argon // Journal of Materials Science. — 1994. — V. 29. — P. 294—323.
11. Kargin, V. A. О stroenii linejny'x polimerov / V. A. Kargin, A. I. Kitajgorodskij, G. L. Slonims-kij // Kolloidny'j zhurnal. — 1957. — T. 19. — № 2. — S. 131. — In Russian.
12. Rohani, A.-M. Effects of Polyethylene-g-maleic Anhydride on Properties of Low Density Polyethylene/Thermoplastic Sago Starch Reinforced Kenaf Fibre Composites / A.-M. Rohani, H. Ismail, R. Mat Taib // Iranian Polymer Journal. — 2010. — V. 19, № 7. — P. 501—510.
13. Voronkov, A. G. Issledovanie fiziko-mexanicheskix svojstv polimerov i polimerny'x kompozitov / A. G. Voronkov, V. P. Yarcev, V. I. Ledenyov. — Tambov: Izd-vo Tamb. gos. texn. un-ta, 2004. — 28 s. — In Russian.
14. Tjong, S.-C. Microstructural and mechanical characteristics of in situ metal matrix composites / S.-C. Tjong, Z.-Y. Ma // Mater. Sci. Eng. - 2000. - V. 29. - P. 49-113.
15. Vettegren', V. I. Kinetika treniya i iznosa polimerny'x kompozicionny'x materialov / V. I. Vettegren', A. Ya. Bashkarev, M. A. Suslov // Fizika tvyordogo tela. — 2005. — T. 47. — V. 9. —
S. 1619—1624. — In Russian.
MODIFICATION EFFECT OF AL203 NANOFIBRES AND MALEIC ANHYDRIDE STYRENE COPOLYMER ON ULTRAHIGH MOLECULAR WEIGHT POLYETHYLENE: MECHANIC AND TRIBOLOGICAL PROPERTIES
V. V. Ilyasov, Nguyen Van Chuong
(Don State Technical University)
The test results on the mechanical and tribological properties of the composite materials based on ultra high molecular weight polyethylene, chemically styrenated by maleic anhydride, depending on the components and filler content, such as aluminium oxide nano fibers, are presented.
Keywords: ultra high molecular weight polyethylene, styrene, maleic anhydride, nano filler, aluminium oxide, wear-resistance, mechanical properties.
