авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 7 |

Новые составы и технологии фтористых резин ответственных автокомпонентов

-- [ Страница 3 ] --

Лучшими показателями отличается резиновая смесь на основе опытного фторкаучука СКФ-26/8. Технологическое апробирование исследуемых резиновых смесей для изготовления сальников показало, что наибольшее снижение уровня брака по дефекту «образование трещин по усу и пыльнику» имеют резины на основе каучука СКФ-26/8. На основании проведенных исследований рекомендовано провести замену в рецептуре р/с 420-35 фторкаучук СКФ-26 ВС на марку СКФ-26/8.

Манжета состоит из рабочей части и уплотнительной. Для изготовления рабочей части манжеты, вместо используемого в настоящее время резинового элемента, выбраны более износостойкие композиционные материалы Ф4С15, Ф4С20, Ф4С25 на основе ПТФЭ, с содержанием 15, 20, 25 масс. % стекловолокна, соответственно.

ПТФЭ, вследствие особенностей химического строения, химически инертен, имеет высокую термостабильность, но вместе с тем обладает низкой адгезией ко всем материалам. Для повышения адгезии ПТФЭ к наружному слою манжеты использовали химические и физические методы обработки поверхности ПТФЭ.

Химическую модификацию поверхности ПТФЭ осуществляли,
погружая образцы в Na-нафталиновый комплекс в тетрагидрофуране. Для оценки прочности адгезионного взаимодействия определялось усилие, необходимое для разделения слоев резин и ПТФЭ. Анализ результатов, табл. 8, показывает низкую прочность связи немодифицированных образцов ПТФЭ к резине. Существенно (в 10-15 раз) увеличивается этот показатель при использовании химически модифицированного ПТФЭ. При увеличении содержания стекловолокна в составе ПТФЭ с 15 до 25 масс. % отмечена тенденция к повышению адгезионной прочности.

Таблица 8

Прочность при расслоении «резина – ПТФЭ»

№ сос-тава Резиновая смесь Прочность при расслоении, Н
Ф4С15 Ф4С20 Ф4С25 Ф4С15К5 Ф4С15 Ф4С20 Ф4С25 Ф4С15К5
немодифицированные химическая модификация
1 2803-23 - - - - 4,4 4,8 5,1 -
2 2803-9 1,0 1,0 1,1 - 15,0 15,6 15,4 1,0
3 420-35 - - - - 2,0 2,1 2,3 -
4 420-67 2,2 2,5 2,4 1,0 15,2 15,5 15,9 1,3

Примечание: «–» значение прочности при расслоении менее 1 Н.

Как показали данные ИКС при обработке поверхности ПТФЭ марки Ф4С25 раствором Na-нафталинового комплекса происходит дефторирование полимерной цепи и образование двойных связей в макромолекуле ПТФЭ, что подтверждается появлением в ИК-спектре полос поглощения (s=1592,0 см-1, as = 1417,7 см-1), соответствующих колебаниям связи С=С, рис.5. Значительный вклад в адгезионное взаимодействие «резина-ПТФЭ» вносят пластификаторы, мягчители, а также другие компоненты, способные «мигрировать» из состава резин на поверхность в процессе вулканизации. Это предположение подтверждается большей адгезией модифицированного ПТФЭ марки Ф4С25 с резиновыми смесями Ф-67 и А-9, содержащими пластификатора примерно в 10 раз меньше, чем в резиновых смесях марок 420-35 и 2803-23.

Рис. 5. ИК-спектры фторопласта марки Ф4С25: 1 – немодифицированного, 2 – модифицированного Na-нафтали-новым комплексом в тетрагидрофуране

В качестве физического метода модификации применялась обработка ПТФЭ «холодной» плазмой на установке «NANO UHP» (ф. «Diener electronic») в среде воздуха, при величине тока 0,5 А и продолжительности обработки – 10 мин. Под действием плазмы поверхность ПТФЭ очищается от загрязнений и происходит её гидрофилизация, что приводит к повышению прочности связи при расслоении, табл. 9.

Таблица 9
№ сос-тава Резиновая смесь Прочность при расслоении, Н
Ф4С15 Ф4С20 Ф4С25 Ф4С15К5
обработка плазмой
1 2803-23 1,2 1,5 1,7 -
2 2803-9 1,8 2,1 2,2 1,2
3 420-35 1,0 1,1 1,0 -
4 420-67 1,6 2,8 2,7 1,4

Прочность при расслоении «резина – ПТФЭ»

Дальнейшее увеличение прочности связи «резина-ПТФЭ» осуществляли проведением комплексной обработки поверхности фторопласта марки Ф4С25, имеющего более высокие значения прочности связи с резиной.

В качестве дополнительного модификатора использовали 3-аминопропилтриэтоксисилан (АГМ-9). АГМ-9 наносили либо на поверхность Ф4С25, предварительно обработанную Na–нафталиновым комплексом (способ Na+АГМ-9), либо Na–нафталиновый комплекс наносили на поверхность ПТФЭ марки Ф4С25, уже обработанную АГМ-9 (способ АГМ-9+Na).

Таблица 10 Прочность при расслоении, Н,
«резина-Ф4С25»
Марка резиновой смеси Вид обработки Ф4С25
Na Na +АГМ-9 АГМ-9 + Na
420-35 2,3 5,2 3,7
420-67 15,9 20,1 14,4
420-67+Р-152 19,2 22,6 15,9
2803-23 5,1 8,4 4,0
2803-9 15,4 18,9 12,4
2803+Р-152 18,5 20,8 14,5

Прочность связи при расслоении «резина-Ф4С25» после химической обработки ПТФЭ по способу (Na+АГМ-9) в 1,5-2 раза превышает значение данного показателя образцов с ПТФЭ, модифицированным только Na-нафталиновым комплексом, табл.

10. АГМ-9, как бифункциональное соединение, обеспечивает химическое взаимодействие между матрицей резины (каучуком) и ПТФЭ марки Ф4С25. По образовавшимся кратным связям осуществляется взаимодействие ПТФЭ с аминогруппой карбамата гексаметилендиамина, входящего в состав акрилатной резины, а аминогруппа 3- аминопропилтриэтоксисилана может взаимодействовать с кислородом карбонильной и эфирных групп акрилата, что и приводит к повышению адгезионного взаимодействия «резина-фторопласт». Причем этот факт отмечен для всех типов исследованных резиновых смесей, содержащих различные по химической природе фторкаучуки.

Модификация поверхности ПТФЭ по способу (АГМ-9+Na) отрицательно сказывается на адгезии «резина – Ф4С25». Это связано с тем, что наличие АГМ-9 на поверхности ПТФЭ препятствует дефторированию полимера, о чем свидетельствует неравномерность окраски образцов.

С учетом высокой адгезии «резина-ПТФЭ» в дальнейших исследованиях использовали ПТФЭ марки Ф4С25, модифицированный химическим способом (Na+ АГМ-9) и резиновую смесь 420-67.

Для выявления влияния модификации ПТФЭ на свойства манжет были проведены их эксплуатационные стендовые испытания в среде моторного масла «Новойл-ПЗ» и при «сухом» трении при возрастающем 700-2000-5000-7000 числе оборотов вала. Испытания при каждом заданном числе оборотов проводили в течение 15 мин.

В исследованиях проводили смещение коробки на 0,10 мм («щадящий» режим) и на 0,27 мм (жесткий режим), что приводит к ужесточению условий испытаний, табл. 11. Для сравнения приведены результаты для манжет с рабочим элементом на основе фтористого каучука.

Из полученных результатов, табл. 11, следует, что на всех режимах испытаний утечки масла не происходит. Износ рабочего элемента из ПТФЭ не превышает 0,1 мм, манжеты с рабочим элементом из резины
420-35 на основе фторкаучука СКФ-26 ВС имеют больший износ – 0,16-0,18 мм. Наименьший износ рабочей кромки и высокие значения прочности связи с резиной отмечены у манжеты, с рабочей частью из ПТФЭ марки Ф4С25, что позволяет рекомендовать его для дальнейшего использования в технологии изготовления манжет с повышенными эксплуатационными свойствами.

Таблица 11

Эксплуатационные испытания манжет № 2101-1005160

№ п/п Рабочий элемент Биение вала, мм Смещение коробки, мм Общее время испытания, ч Утечка масла, г Износ рабочей части, мм
1 Ф4С15 0,05 0,10 3 0 0,08
2 Ф4С20 0,05 0,10 3 0 0,06
3 Ф4С25 0,05 0,10 3 0 0,03
4 Ф4С15К5 0,05 0,10 3 0 0,09
5 резина 420-35 0,05 0,10 3 0 0,16
6 Ф4С15 0,13 0,27 3 0 0,09
7 Ф4С20 0,13 0,27 3 0 0,07
8 Ф4С25 0,13 0,27 3 0 0,04
9 Ф4С15К5 0,13 0,27 3 0 0,10
10 резина 420-35 0,13 0,27 3 0 0,18

Для наружного слоя манжет используются резиновые смеси 2803-23 на основе акрилатного каучука XF-5140 и 420-35 на основе фторкаучуков СКФ-26 ВС и СКФ-26 ОНМ. В резиновых смесях 2803-23 и 420-35 присутствует значительное содержание мягчителей и пластификаторов, оказывающих негативное влияние на адгезию резиновой смеси с арматурой.

Таблица 12

Физико-механические показатели резиновых смесей для наружного слоя манжет

№ п/п Наименование показателя Ед. изм. Величина показателя
PTR / ACM 2803-23 2803 -9 PTR/ FPM 420-35 420-67
1 Твердость, Шор А, в пределах ед. 73±5 70 72 70±5 72 73
2 Условная прочность при растяжении, не менее МПа 7,0 8,0 7,3 10 11,4 11,3
3 Относительное удлинение при разрыве, не менее % 150 160 158 180 185 200
4 НОД при сжатии на 25%, 150°С х 72 час, не более % 50 42,7 48,0 35 29,0 19,1
5 Стойкость к воздействию моторного масла «Новойл ПЗ» 150°С х 72 час
- изменение твердости, в пределах ед. ±8 -5 +1 ±3 0 -1
- изменение прочности, не менее % -20 -6 -15 -30 -25 -10
- изменение удлинения, не менее % -25 -9 -7 -30 -23 -1
- изменение объема, в пределах % -2+10 +8 +7 ±3 +2 +1
6 Стойкость резины к термическому старению в воздухе 150°С х 72 час 175°С х 72 час
- изменение твердости, в пределах ед. ±5 -3 +1 ±8 +1 0
- изменение прочности, не менее % -25 -5 -1 -15 -3 -6
- изменение удлинения, не менее % -30 -10 -8 -20 -10 -15
7 Условное напряжение при 100% удлинении, не менее МПа 6,5 6,8 6,6 5 6,0 6,3


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 7 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.