Наукові конференції України, Нові матеріали і технології в машинобудуванні-2019

Розмір шрифту: 
Термічна стійкість металопластику на основі фенілону наповненого реніем
О. І. Буря, К. О. Черданцева, О. В. Штеменко

Остання редакція: 2019-05-24

Тези доповіді


Розвиток промисловості та техніки нерозривно пов’язаний з розробкою нових матеріалів, що будуть задовольняти їх потреби. Саме тому, все більшого значення набувають композиційні матеріали (КМ) на основі полімерних зв’язуючих з різними модифікаторами та наповнювачами, що можуть максимально задовольнити експлуатаційні вимоги. Велику увагу до себе привернули КМ на основі поліамідів. Це обумовлено тим, що вони доволі зносостійкі, мають низький коефіцієнт тертя та можуть працювати у доволі широкому інтервалі температур. Типовим представником ароматичних поліамідів є фенілон С-2, перевагою якого є хімічна стійкість та можливість використання при високих температурах. Відомо, що фенілон наповнений металами, як правило, має кращі триботехнічні характеристики у порівнянні з чистим поліамідом. Не менш важливим є підвищення термічної стійкості КМ, оскільки це розширює області застосування нових матеріалів.
Як полімерну матрицю для виготовлення металопластику використовували ароматичний поліамід фенілон С-2, а в якості наповнювача (НП) було обрано реній. Тетрахлороди-μ-ацетат диренію(ІІІ) при низьких температурах зазнає ряд фазових перетворень, кінцевою стадією яких є термічний розклад з виділенням металевого ренію. Така властивість кластерного хлорацетату ренію(III) Re2Cl4(CH3COO)2•2Н2O дає підставу сподіватися на отримання композиційного матеріалу матричного типу.
Рівномірний розподіл наповнювача в полімерній матриці досягався шляхом змішування вихідних компонентів в обертовому електромагнітному полі. Переробку композиції в блокові вироби здійснювали методом компресійного пресування при 623К і питомому тиску 50МПа.
Термостійкість КМ проводили за допомогою дериватографа О-1500Д, швидкість зростання температури 10град/мин. На рисунку 1 представлено криву залежності втрати маси від температури металопластику на основі фенілону С-2 з вмістом 5% ренію. Спираючись на результати термогравіметричного аналізу можна зробити висновок про високу термостійкість композиційного матеріалу.

Рис. 1. – Крива залежності втрати маси КМ від температури
Визначення можливого механізму та розрахунок кінетичних параметрів процесу термодеструкції композиційного матеріалу здійснювали за допомогою інтегральних кінетичних рівнянь різних механізмів гетерогенних процесів за методом Коатса-Редферна.
Встановлено, що процес термоокиснювальної деструкції розробленого КМ описується рівнянням першого порядку: kτ = -ln (1-α) з кінетичними характеристиками r = 0,964; S = 0,16; Е = 40,86 кДж/моль. Отримані результати свідчать про те, що термічна стійкість розробленого КМ, яка характеризується температурою втрати 10% маси зразка, досить висока: Т10 = 648К. Завдяки цьому новий матеріал можна рекомендувати до експлуатації за високих температур.


Ключові слова


матеріалознавство; фенілон; реній

Full Text: PDF