Термостойкие полимерные композиционные материалы, полученные взрывным прессованием Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ

Т 49 (б) ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ 2006

УДК 678,743:539.2

H.A. Адаменко, A.B. Казуров, Г.В. Агафонова

ТЕРМОСТОЙКИЕ ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ, ПОЛУЧЕННЫЕ

ВЗРЫВНЫМ ПРЕССОВАНИЕМ

(Волгоградский государственный технический университет)

Исследованы термостойкие полимерные композиции фторопласта-4 с аропластом и металлическими дисперсными наполнителями, полученные взрывным прессованием, Проведенные термомеханический, дифференциально-термический* термогравиметрический анализы и исследование теплопроводности свидетельствуют о том, что разработанные композиционные материалы обладают повышенными тепло- и термостойкостью при сохранении ценных свойств исходных полимеров.

Фторопласт-4 (Ф-4)> обладая низким коэффициентом трения, высокой коррозионной стойкостью и огнестойкостью, нашел широкое применение в триботехнике, Однако жесткие условия эксплуатации изделий не всегда позволяют использовать его из-за низкой прочности и хладо-текучести. Перспективные же термостойкие полимеры (полиимиды, аропласт) с высокими прочностными свойствами обладают более низкими эксплуатационными свойствами, меньшей (в 2-3 раза) огнестойкостью и плохо перерабатываются традиционными способами [1,2].

Взрывная обработка является новым способом получения изделий из термостойких полимеров , одновременно влияя на структурные изме-нения» приводящие к повышению жесткости и прочности материала [3-5], Поэтому целью данного исследования было изучение термостойкости и деформационной теплостойкости полимерных композиций Ф-4 с аропластом и металлическими дисперсными наполнителями после взрывного прессования (ВП)*

В работе применяли порошки Ф-4, аропяа-era и металлов: меди, никеля, железа дисперсностью 40-60 мкм. Композиционные смеси с различными концентрациями компонентов (50 - 75 % об. аропласта; 25 - 95 % об, Ф-4; 5-30 % об. металла) подвергали ВП, которое позволяет увеличить адгезионное взаимодействие компонентов, тем самым, обеспечивая повышенные физико-механические свойства материала [5].

Исследования проводили после спекания прессовок при температуре 380 °С5 с выдержкой

15 мин на 1 мм толщины образца. Термомеханический анализ (ТМА) осуществляли на приборе ТМИ-1 при нагрузке 1 Н и скорости нагрева 5

л

С/мин, Дифференциально-термический (ДТА) и термогравиметрический (ТГА) анализы проводились на дериватографе системы РАЩЛК-РАиЫК-ЕКОЕ1. Теплопроводность измеряли на установке ИТ-А-400.

Вследствие низкой теплопроводности полимеров наблюдается пиковое повышение температуры на рабочих поверхностях трения, способное привести к термодеструкции и возгоранию материала. Установлено, что введение дисперсной металлической фазы в количестве 5-30 %, повышает теплопроводность с 0,23-0,25 до 0,3-0,5 Вт/(м"-К), что устраняет или значительно снижает локальные перегревы, тем самым повышая термостойкость материала. ТМА установлено, что введение металла повышает температурный индекс Ф-4 на 60-80 что свидетельствует об увеличении его деформационной термостойкости и эксплуатационной теплостойкости. При этом происходит снижение относительных деформаций композитов при плавлении кристаллической фазы с 60 до -5 %.

Устойчивость к термоокислению аропласта повышали введением в него от 25 до 45 % об. Ф-4, обладающего более высокой огнестойкостью (кислородный индекс 95 %). Проведенные ДТА и ТГА полученных полимерных композиций свидетельствуют о повышении температуры термодеструкции с 450 до 510 °С и энергии активации процесса в 2,5 раза, что улучшает их термостойкость.

Таким образом ВП позволяет создавать термоустойчивые композиты, состоящие из Ф-4? аропласта и дисперсных металлов, обладающие повышенной тепло-, термо-, огнестойкостью с сохранением денных свойств Ф-4.

ЛИТЕРАТУРА

1. Пугачев A.K«, Росляков €>*А* Переработка фторопластов в изделия. Л.: Химия. 1987. 65 С.

2. Тепло- и термостойкие полимеры /Пер, с нем. Под ред. ЯС Выгодского. М: Химия. 1984. 1056 с,

3. Адамеико H.A. и др. Физика и химия обработки материалов. 2000. №5, С. 54-57.

4. Адамеико H.A., Фетисов A.B., Седов Э.В. Пластические массы. 2000. №5. С. 37-39,

5. Адамснко Н.А*» Трыков Ю.П,, Седов Э*В. Перспективные материалы. 1999- №4. С. 68-72.

Кафедра металловедения и термической обработки металлов

УДК 546.72:546.28:5463-19:621.3.035.224

Б*А* Хоришко

АНОДНАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ СПЛАВОВ ЧС15 И СТЗ В РАСТВОРАХ СУЛЬФАТА НАТРИЯ

(Новомосковский институт Российского химико-технологического университета им. Д.И, Менделеева,

Ивановский государственный химико-технологический университет)

На основании потенцио- и гальваностатических исследований обсуждено анодное поведение железокремнистого сплава и СТЗ в сульфатных средах. Даны рекомендации для выбора режима эксплуатации анодов из ферросилида ЧС15.

Сведения об анодном растворении сплава ЧС15 в водных растворах сульфата натрия необходимы для оценки применимости Ка2304 в качестве минерализатора анодной зоны установок катодной защиты. Учитывая это, было исследовано анодное поведение сплава ЧС15 в сравнении со сталью СТЗ в сульфатных растворах концентрацией 30 и 200 г/л по ранее применявшейся методике [1], Результаты представлены на рисунке.

IgU, (А/м2)

0 -

0 0,4 0,8 1-2 1.6 2.0

1ц В (н.в.з.)

Рис. Анодные поляризационные кривые сплавов СТЗ (1) и ЧС15 (2) в растворах Ыа2$04, 1 - потен циоди нам ичеекая (г> == 0.04 мВ/с, 30 г/л); 2 - стационарная (* - 30 г/л; о - 200 г/л) Fig, Anode polarization curves of СТЗ (1) and 4Ci5 (2) alloys in Na2S04 solution. 1 - potentiodynamic (t> = 0,04 mB/s, 30 g/1); 2 -

stationery (• - 30 g/1; о - 200 g/1)

Анодная поляризация стали СТЗ от -0,2 В до 0 В (кривая 1) способствует активному растворению железа. Наклон тафелевского участка кривой близок к 60 мВ. Дальнейшее увеличение потенциала вызывает пассивацию стали, образующейся вблизи поверхности солью Ре804 [2]. При этом скорость ионизации железа остается достаточно высокой из-за неполной блокировки активных центров и растворения солевого осадка в электролите. При потенциалах более Кб В совместно с ионизацией железа идет разложение воды с образованием кислорода.

Активное растворение сплава ЧС15 наблюдается при потенциалах 0Л9 В + 03 В (кривая 2). Наклон линейного участка, как и в случае стали, близок к 60 мВ, что позволяет предположить о сходстве механизмов активного растворения стали и ферросилида. Однако скорость ионизации сплава ЧС15 на несколько порядков ниже? чем у стали, что, по-видимому, связано со значительно меньшим числом активных центров на железок-ремнистой композиции.

При потенциалах положительнее 03 В скорость растворения ферросилида уменьшается, либо вследствие солевой пассивности, либо из-за накопления на активных участках кремния, отличающегося более высоким сродством к кислороду и