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 || 3 |

Разработка составов, конструкций и технологии изготовления манжет и рукавных изделий, обладающих повышенной работоспособностью

-- [ Страница 2 ] --

В связи с этим нами предложено провести его замену в рецептуре резиновой смеси на фторкаучук G-752.

В представленной работе для устранения недостатков серийных резиновых смесей, используемых для изготовления наружного слоя манжет, были разработаны составы с уменьшенным содержанием мягчителей и пластификаторов: А-9 на основе акрилатного каучука XF-5140 и Ф-67 на основе фторкаучука G-752 (с вулканизующей системой) – вязкостью по Муни МБ (1+10) 1200С – 35ед.

В качестве вулканизующей системы для акрилатного каучука выбраны: гексаметилендиаминкарбамат, дифенилгуанидин, АГМ-9; для фторкаучука – бисфенол AF, фосфониевая соль, гидроксид кальция и окись магния. Наполнителями для акрилатного каучука являлись: кальцинированная диатомитовая земля (Celite 219), диоксид кремния (Carplex 1120), волластонит (силикат кальция); для фторкаучука ­– сульфат бария, фторид кальция, волластонит. Также применялся противостаритель – воск защитный.
Красители – лак рубиновый и оксид железа.

Образцы разработанных резиновых смесей испытаны и удовлетворяют нормативным требованиям заказчика – АвтоВАЗа.

У разработанных резиновых смесей А-9 и Ф-67 значение реологического показателя 90, соответствующего 90%-ной степени вулканизации, на 3,21 и 2,02 минуты, соответственно, меньше, чем у резиновых смесей А-23 и Ф-35, что даёт возможность сократить продолжительность процесса вулканизации резиновых смесей, а меньшая вязкость компаунда G-752 – облегчает процесс изготовления смеси.

По результатам физико-механических испытаний в разработанных резиновых смесях А-9 и Ф-67 устранены недостатки резин, используемых в стандартной технологии. Относительное удлинение при разрыве резиновой смеси Ф-67 выше на 20 ед., чем у Ф-35. Уменьшенное содержание мягчителей и пластификаторов в резиновых смесях А-9 и Ф-67 положительно сказывается на адгезии «резина-металлическая арматура» и «резина-ПТФЭ».

Для изготовления рабочей части манжеты, вместо используемого в настоящее время резинового элемента, выбраны более износостойкие композиционные материалы Ф4С15, Ф4С20, Ф4С25 на основе фторопласта-4, с содержанием 15, 20, 25 масс. % стекловолокна, соответственно, и Ф4С15К5 с 15 масс. % стекловолокна и 5 масс. % кокса.

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 на 30 секунд с последующими промывками ацетоном, водой и затем сушкой. Привулканизацию резиновых смесей к обработанным образцам ПТФЭ проводили в прессе при температуре 1750С в течение 5 мин.

Для оценки прочности адгезионного взаимодействия определялось усилие, необходимое для разделения слоев резин и ПТФЭ. Испытания проводили на разрывной машине Zwick/Roell.

Анализ результатов, табл. 4, 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 4

Прочность при расслоении «резина – политетрафторэтилен»

№ состава Резиновая смесь Прочность при расслоении, Н
Ф4С15 Ф4С20 Ф4С25 Ф4С15К5 Ф4С15 Ф4С20 Ф4С25 Ф4С15К5
немодифицированные химическая модификация
1 А-23 - - - - 4,4 4,8 5,1 -
2 А-9 1,0 1,0 1,1 - 15,0 15,6 15,4 1,0
3 Ф-35 - - - - 2,0 2,1 2,3 -
4 Ф-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.

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, отсутствующих у немодифицированного ПТФЭ (рис. 4) и способных вступать в химическое взаимодействие с компонентами резины.

Оптическая плотность 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0

 2000 1500 1000 500 Волновое число, см-1 -4

2000 1500 1000 500

Волновое число, см-1

Рис. 4. ИК-спектры фторопласта марки Ф4С25:

1 – немодифицированного, 2 – модифицированного Na-нафталиновым комплексом в тетрагидрофуране

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 Ф-35 и А-23.

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. 5.

Таблица 5
№ состава Резиновая смесь Прочность при расслоении, Н
Ф4С15 Ф4С20 Ф4С25 Ф4С15К5
обработка плазмой
1 А-23 1,2 1,5 1,7 -
2 А-9 1,8 2,1 2,2 1,2
3 Ф-35 1,0 1,1 1,0 -
4 Ф-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 -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 фторопласта марки Ф4С25, уже обработанную АГМ-9 (способ АГМ-9+Na).

Таблица 6 Прочность при расслоении, Н,
«резина-Ф4С25»
Марка резиновой смеси Вид обработки Ф4С25
Na Na +АГМ-9 АГМ-9 + Na
Ф-35 2,3 5,2 3,7
Ф-67 15,9 20,1 14,4
Ф-67+ Р152 19,2 22,6 15,9
А-23 5,1 8,4 4,0
А-9 15,4 18,9 12,4
А-9+Р152 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 фторопластом, модифицированным только Na-нафталиновым комплексом, табл. 6. АГМ-9, как бифункциональное соединение, обеспечивает химическое взаимодействие между матрицей резины (каучуком) и фторопластом марки Ф4С25. По образовавшимся кратным связям осуществляется взаимодействие ПТФЭ с аминогруппой карбамата гексаметилендиамина, входящего в состав акрилатной резины, а аминогруппа - 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 фторопласта по способу (АГМ-9+Na) отрицательно сказывается на адгезии «резина – Ф4С25». Это связано, видимо, с тем, что наличие АГМ-9 на поверхности ПТФЭ препятствует более полному дефторированию полимера, о чем свидетельствует неравномерность окраски образцов.

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

Для выявления влияния модификации ПТФЭ на свойства манжет были проведены их эксплуатационные испытания на стенде, воспроизводящем условия эксплуатации манжет. Испытания проводили как в среде моторного масла «Новойл-ПЗ», так и при «сухом» трении (без масла) 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 (рабочий, жесткий режим), что приводит к ужесточению условий испытаний, табл. 7. Также в табл.7 приведены результаты для манжет с рабочими элементами на основе акрилатного и фтористого каучуков.

Таблица 7

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 из резины Ф-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 из резины Ф-35 0,13 0,27 3 0 0,18


Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 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.