Модифицирование резинотехнических изделий

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.4 Полученные  результаты 

В ходе эксперимента были получены следующие результаты:

 

Рисунок 18 – Зависимость  коэффициента трения от количества циклов истирания.

 

Как видно из графиков, коэффициент  трения стального индентора о  поверхность резины, модифицированной фуллеренами ниже, чем при обработке  толуолом или по исходной резине. Начальный  участок графиков (300 – 500 циклов) характеризуется  повышенным коэффициентом трения, так  как происходит приработка поверхностей трения. Из полученных зависимостей видно, что начальный участок графиков трения обработанных резин одинаков, а далее коэффициент трения о  резину, обработанную толуолом повышается, что можно объяснить следующим  образом: при обработке в толуоле  на поверхности образца формируется  слой молекул полимера иной структуры, который под воздействием нагрузки разрушается. Далее трение происходит по слою резины, не подвергшейся модификации. Постоянный коэффициент трения по резине, допированной фуллеренами свидетельствует  о том, что в поверхностном  слое происходят процессы деструкции и сшивки полимера, за счёт молекул  фуллерена, что способствует формированию прочного слоя. Также молекулы фуллерена  могут диффундировать в объём  полимера, что позволяет говорить о его объёмной модификации. Можно  заметить характер разброса точек на графике исходной резины (4500 – 6500 циклов). Это говорит о проскакивании  индентора по причине большого количества частиц износа в зоне трения.

Также после каждого эксперимента исследовался стальной индентор на предмет  износа. Шарик помещался под объектив металлографического микроскопа. Следы  износа на нём отсутствовали.

Дорожки трения после испытаний.

Исходная резина

  2300 циклов    6900 циклов

Резина, обработанная толуолом

  2300 циклов   6900 циклов

 

 

 

 

 

 

Резина, обработанная раствором  С₆₀

  2300 циклов   6900 циклов

Фотографии дорожек трения позволяют судить нам о некоторых  процессах при трении после модифицирования.  На них хорошо заметен характер разрушения образцов. На фотографиях исходного  образца отчётливо видны трещины, проходящие перпендикулярно пути трения, скатки, вырывы. Это позволяет судить нам о усталостном разрушении резины, вероятно происходило схватывание  поверхности резины и индентора. Наибольшее разрушение наблюдается  на граничном участке (при изменении  направления трения). Характер разрушения резины, обработанной толуолом несколько  иной. Присутствуют только скатки. Причём при первом испытании (2300 циклов) поверхность  практически не подвержена разрушению. Можно судить о том, что на поверхности  образуется слой, способствующий снижению коэффициента трения. После испытаний  резины с фуллеренами практически  не наблюдается повреждений на поверхности.

Дорожки трения при большем  увеличении   2300 циклов (1 час)
Исходная резина	Резина после обработки  толуолом	Резина после обработки  раствором  С60
6900 циклов (3 часа)

    

Глубина дорожек трения

                

2300 циклов (1 час)	6900 циклов (3 часа)
Исходная резина
Резина, обработанная толуолом
Резина, обработанная раствором  С60 в толуоле

 

 Сравнительные характеристики изнашивания

 

Анализ полученных данных говорит нам, что модифицирование  полимеров фуллеренами  - это весьма перспективное направление в  технологиях упрочнения РТИ.  Как  видно из полученных результатов, коэффициент  трения, массовый износ и некоторые  иные параметры ниже, чем у исходного  образца. Данная технология модифицирования  нуждается в серьёзных исследованиях.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Заключение

В данной курсовой работе были рассмотрены такие методы модифицирования  РТИ как импульсным катодно-дуговым методом, методом магнетронного распыления, электронно-лучевой метод диспергирования в вакууме исходного полимера и плазмохимическое модифицирование.  

После обработки полимеров  проводились испытания на коэффициент  трения и прочностные характеристики, определялась топография поверхности.

Исследование структуры  покрытий после триботехнических испытаний  показало, что вдоль дорожки трения на поверхности образца происходит образование сетки трещин. Однако фрагменты покрытия удерживаются на поверхности, обеспечивая низкие значения коэффициента трения и температуры  в зоне контакта.

Обобщая результаты проведенных  триботехнических испытаний, можно  сделать вывод о том, что повышение  износостойкости модифицированных образцов обусловлено изменением механизма  изнашивания путем «скатывания» на менее интенсивное усталостное  изнашивание, характерное для материалов с низким коэффициентом трения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Литература

1. Казаченко, В. П. Модификация резиновых уплотнений для подвижных элементов оптических приборов / В. П. Казаченко, А. П. Лучников, А. В. Рогачев, С. С. Сидорский // Тепловидение. – 2000. – № 13.

2. Крылов, С. Н. Антифрикционные свойства модифицированных резин / С. Н. Крылов, М. Л. Уральский, Р. А. Горелик // Трение и износ. – 1986. – Т. 7. – № 3. – С. 542–545.

 

3. Локтев, Д. Методы и оборудование для нанесения износостойких покрытий / Д. Локтев, Е. Ямашкин // Наноиндустрия. – 2007. – № 4. – С. 18–24.

 

4. Рогачев, А. А. Морфологические особенности начальных стадий осаждения полимерных покрытий из активной газовой фазы на активированной поверхности / А. А. Рогачев // Журнал прикладной химии. – 2006. – Т. 79, № 7.– С. 1207– 1209.

 

5. Свойства резиновых смесей и резин: оценка, регулирование, стабилизация / В. И. Овчаров [и др.]; под общ. ред. В. И. Овчарова. – М.: Сант-ТМ, 2001. – 400 с.

 

6. Структурно-химическая модификация эластомеров / Ю. Ю. Керча [и др.]; под общ. ред. Л. М. Сергеева. – Киев: Наук. Думка, 1989. – 232 с.

 

7. Лучников, П. А. Эффективность применения вакуумных фторполимерных покрытий в узлах трения в приборостроении / П. А. Лучников, А. А. Рогачев, М. А. Ярмоленко, А. П. Лучников, А. В. Рогачев // INTERMATIC – 2008: материалы VI Междунар. науч.-техн. конф., Москва, 21 – 23 октября 2008 г. – С.130-139

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание 

 

Введение…………………………………………………………………………………………3 Модифицирование эластомеров………………………………………………………………. 5

Плазмохимическое модифицирование  эластомеров………………………………………….6

Модифицирование методом  электронно-лучевого диспергирования в вакууме исходного полимера……………………………………………………………………………………...…11

Модифицирование методом  магнетронного распыления……………………………………16

Модифицирование эластомеров  импульсным катодно-дуговым методом…………………21

Модифицирование МБС резин  фуллеренами………………………………………………...24

Фуллерен – как новая  форма углерода………………………………………………………..24

Свойства полимеров, допированных фуллеренами………………………………………….25

Описание процесса проведения испытаний по модификации РТИ………………………....28

Полученные результаты………………………………………………………………………..29

Заключение ……………………………………………………………………………………..35

Литература……………………………………………………………………………………....36

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

 

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

 

«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА»

 

 

 

 

Кафедра “Материаловедение и технология материалов ”

 

 

 

Курсовая  работа

 

по дисциплине «Технологические методы повышения 

износостойкости и восстановления деталей машин  и приборов» 

на тему « Модифицирование  РТИ»

 

 

                                                                                                                                                            

                                 

 

 

 Выполнил:                                         Проверил:

 студент Новиков А. А.                     канд. техн. наук, доцент

 группа МО-41                                   Попов А. Н.

 

 

 

 

 

 

 Гомель, 2012