ДИСПЕРСНЫЙ ПОЛИОКСАДИАЗОЛЬНЫЙ МОДИФИКАТОР ДЛЯ АНТИФРИКЦИОННЫХ ФЕНОЛФОРМАЛЬДЕГИДНЫХ ТЕКСТОЛИТОВ
Аннотация
Антифрикционные полимерные композиционные материалы на основе фенолформальдегидных резольных связующих, армированные текстильно-комбинированными волокнами полиоксадиазола и целлюлозы, обладают высокими трибологическими и физико-механическими свойствами. Это открывает перспективы для решения широкого спектра задач при конструировании узлов трения машин и механизмов с увеличенным сроком службы. Однако, технологические сложности, возникающие при переработке этих материалов в готовые изделия, ограничивают их применение. Использование дисперсного модификатора упрощает технологию получения полимерных композиционных материалов. Путем измельчения волокон полиоксадиазола в шаровой вибрационной мельнице получен новый тип антифрикционного дисперсного модификатора фенолформальдегидных связующих. В соответствии с данными дифрактометрического анализа, при измельчении полиоксадиазольного волокна происходит незначительное снижение его кристалличности, что практически не оказывает влияния на физико-механические свойства материала. Полученный дисперсный модификатор представляет собой смесь коротких фрагментов деформированных филаментов полиоксадиазола и чешуйчатых полиоксадиазольных частиц неправильной формы, размеры которых достигают 200-250 мкм. Данные рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии свидетельствуют об увеличении содержания азота в полученном порошкообразном продукте по сравнению с исходным полиоксадиазольным волокном. Введение порошкообразного полиоксадиазольного модификатора в фенолформальдегидное связующее для хлопчатобумажных текстолитов обеспечило получение самосмазывающихся износостойких антифрикционных полимерных композиционных материалов, обладающих хорошими трибологическими свойствами: наблюдается снижение коэффициента трения, износа и температуры в зоне фрикционного контакта (в условиях сухого трения по стальному контртелу). Наилучшими трибологическими показателями обладают образцы исследуемых материалов при небольшом содержании полиоксадиазольного модификатора (5% мас.) в фенолформальдегидном связующем. Свойства полученных материалов сопоставимы со свойствами полимерных композиционных материалов, армированных тканевой комбинацией волокон полиоксадиазола и целлюлозы.
Для цитирования:
Панова М.О., Буяев Д.И., Шапошникова В.В. Дисперсный полиоксадиазольный модификатор для антифрикционных фенолформальдегидных текстолитов. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 11. С. 79-85. DOI: 10.6060/ivkkt.20246711.7051.
Литература
Aliyeva A.P. Composite materials based on phenol formal-dehyde resins. Prom. Proizvod. Ispol’z. Elastomerov. 2021. N 1. P. 34-43 (in Russian). DOI: 10.24412/2071-8268-2021-1-34-43.
Arakelyan A.G. Preparation and use of textolite. Tendentsii Razvitiya Nauki Obrazovaniya. 2018. N 38-4. P. 32-33 (in Russian). DOI: 10.18411/lj-05-2018-84.
Matveeva I.G., Lebedev M.P. Study of the strength properties of textolite reinforced with fabrics with different types of weave. Tr. Kol'skogo Nauchnogo Tsentra RAN. 2017. V. 8. N 5-1. P. 94-97 (in Russian).
Sharifullin S.N., Denisov V.A., Zadorozhny R.N., Kudryashova, E.Yu., Reschikov E., Izikaeva A.I. Tribotechnical tests of layered polymers. Tribol. Ind. 2020. V. 42. N 1. P. 81. DOI: 10.24874/ti.2020.42.01.08.
Gusev E.V., Naboyshchikova N.A., Ageeva T.A. Technological background for obtaining a composite material based on hard synthetic resins and fiber filler. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 6. P. 58-63 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20226506.6553.
Gusev E.V., Naboyshchikova N.A., Kolobov M.Y., Ageeva T.A. Development and production of phenoplastic composites for mechanical engineering purpose. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2024. V. 67. N 9. P. 82-89 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20246709.7021.
Yudin A.S., Buyaev D.I., Krasnov A.P., Sachek B.Ya., Afonicheva O.V., Bazhenova V.B. Dispersed fillers in tribological polymer fiberreinforced materials (exploratory study). Vopr. Materialoved. 2012. V. 72. N 4. P. 231-239 (in Russian).
Xantosa M. Functional fillers for plastics. S-Pb.: Nauchnyye osnovy i tekhnologii. 2010. 462 p. (in Russian).
Li D., Hu, X., Huang Z., Chen Y., Han H., Xiao Ch. Effect of several modifiers on the mechanical and tribological properties of phenol formaldehyde resin. High Perform. Polym. 2018. V. 30. N 5. P. 580-590. DOI: 10.1177/0954008317710317.
Kumar N., Bharti A., Goyal H.S., Patel K.K. The evolution of brake friction materials: a review. Mater. Phys.Mech. 2021. V. 47. N 5. P. 796-815. DOI: 10.18149/MPM.4752021_13.
Ünlü B.S., Atic E., Yilmaz S.S. Tribological behaviors of polymer based journal bearings manufactured from particle reinforced bakelite composites. Mater. Des. 2009. V. 30. P. 3896-3899. DOI: 10.1016/j.matdes.2009.03.024.
Perepelkin K.E. Chemical fibers: development of production, methods of production, properties, prospects. SPb: Iz-daniye SPGUTD. 2008. 354 p. (in Russian).
Zhelezina G.F. New generation of structural and functional organic plastics. Tr. VIAM. 2013. N 4. P. 6-8 (in Russian).
Lertwassana W. Parnklang T., Mora P., Jubsilp C., Rimdusit S. High performance aramid pulp/carbon fiber-reinforced polybenzoxazine composites as friction materials. Compos. Part B: Eng. 2019. V. 177. P. 107280. DOI: 10.1016/j.compositesb.2019.107280.
Davydova I.F., Kavun N.S. Heat-resistant antifriction textolites. Tr. VIAM. 2014. N 11. P. 4 (in Russian). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-11-4-4.
Burmistr M.V., Boiko V.S., Lipko E.O., Gerasimenko K.O., Gomza Yu.P., Vesnin R.L., Chernyayev A.V., An-anchenko B.A., Kovalenko V.L. Antifriction and construction materials based on modified phenol-formaldehyde resins reinforced with mineral and synthetic fibrous fillers. Mech. Compos. Mater. 2014. V. 50. P. 213-222. DOI: 10.1007/s11029-014-9408-0.
Buyaev D.I., Krasnov A.P., Naumkin A.V., Yudin A.S., Afonicheva O.V., Golub A.S., Goroshkov M.V., Buzin M.I. Effect of chemical structure of aramide and polyoxadiazole fibers on friction of organoplastics. J. Frict. Wear. 2016. V. 37. N 4. P. 351-357. DOI: 10.3103/S106836661604005X.
Sazanov Yu.N., Dobrovol’skaya I.P., Lysenko V.A., Sal’nikova P.Yu., Kosyakov D.S., Pokryshkin S.A. Thermochemical structural transformations of polyoxadiazoles. Russ. J. Appl. Chem. 2015. V. 88. N 8. P. 1304–1310. DOI: 10.1134/S1070427215080121.
Yan X., Li Z., Zhou W., Jiang M., Liu P., Xu J. Study of the thermal decomposition and flame-retardant mechanism of sulfonated polyoxadiazole fibers. J. Therm. Anal. Calorim. 2016. V. 126. P. 1301–1311. DOI: 10.1007/s10973-016-5752-8.
Krasnov A.P., Timofeev V.A., Afonicheva O.V., Buyaev D.I., Chukalovsky P.A., Kuznetsov V.V. Influence of tri-bochemical active bindings in creation of new reinforced antifrictional material. Vopr. Materialoved. 2006. V. 46(2). P. 105-113 (in Russian).
Buyaev D. I., Naumkin, A.V., Yudin, A.S, Alekseev V.V., Maslakov K.I., Afonicheva O.V., Kiselev S.S., Osipchik V.S., Klabukova L.F., Krasnov A.P. Tribochemical processes in epoxyorganic textolite–steel friction pair. J. Frict. Wear. 2016. V. 37. P. 15-22. DOI: 10.3103/S1068366616010049.
Burya A.I., Tomina A.-M.V., Chernov V.A. Effect of fiber on oksalon tribological characteristics organic plastics based on phenylone С–1. Probl. Tribol. 2016. V. 82. N 4. P. 11-16 (in Russian).
