Використання конструкційних полімерних композиційних матеріалів (ПКМ) являється одним з найбільш ефективних шляхів підвищення терміну експлуатації вузлів тертя механізмів сільськогосподарської, металургійної промисловості та громадського транспорту. Термічний коефіцієнт лінійного розширення (ТКЛР) виступає однією з головних технічних характеристик, що гарантує їх надійну роботу.

Ароматичний поліамідфенілон С-2 (ТУ 6-05-221-226-72), завдяки поєднанню високих показників фізико-механічних і теплофізичних властивостей, виступає однією з перспективних матриць для створення ПКМ здатних працювати при підвищених температурах (до 525 К)та у всіх кліматичних зонах. В якості модифікаторів використовували суміш дискретного вуглецевого волокна (ВВ) марки Урал-24 (ТУ 6-06-11-124-85) та дисперсного порошку графіту сріблястого (ГС) марки ГЛ-2 (ГОСТ 5279-74).

Приготування гібридних композитів(ГК) на основі фенілону С-2 наповненого сумішшю ВВ (20…40 мас. %) та ГС (10…20 мас. %), здійснювали методом сухого змішування в обертальному електромагнітному полі (0,12 Тл) за допомогою феромагнітних часток, які з приготовленої композиції вилучались методом магнітної сепарації. Далі готові суміші переробляли у вироби методом компресійного пресування. Коефіцієнт температурного лінійного розширення визначали за допомогою дилатометра ДКВ-5АМ відповідно до ГОСТ 15173-70.

Під час проведення досліджень був виявлений оптимальний вміст наповнювачів в полімерній матриці. З рис. 1 видно, що введення суміші вуглецевого волокна та графіту у кількості 30 та 15 мас. % відповідно, призводить до різкого (у 3 рази) зниження ТКЛР у порівнянні з фенілоном (табл. 1).

Рис. 1. Залежність відносної деформації від температури: фенілону С-2 (1) та композиту (2)

Таблиця 1. ТКЛР фенілону та композиту з оптимальним вмістом гібридного наповнювача

Отримані результати можуть бути пояснені лише «синергетичним ефектом», обумовленим взаємодією в’яжучого із сумішшю наповнювачів на межі поділу компонентів, що приводить до кардинальної зміни приграничного шару, оскільки ні графіт, ні ВВ не забезпечують такого значного ефекту. РазомВВ та ГС створюють хімічні зв’язки з полімером, що утворюються в приграничному шарі. У зв’язку з цим з ГКбули виготовлені деталі (ротор ВЮ 7.060.007, пластина ВЮ 7.725.032, кільце ВЮ 8.233.009) та встановлені в мікронагнітач МК 10-1 (НВП «Іскра», м. Запоріжжя). Установлено, що ГК забезпечив гарантійний строк роботи мікронагнітача, на відміну від серійних деталей, дозволив підвищити довговічність, при одночасній економії мастильних засобів та зменшенні трудовитрат на його технічне обслуговування.