Registration Number
0825U003172, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
15-09-2025
popup.evolution
.
Title
Composites Based on Fluoropolymers and Silicon Dioxide for Friction Units of Technological Equipment.
Author
Ivan I. Pikula,
popup.head Oleh S. Kabat
popup.opponent Polina Vakuliuk
popup.opponent Oleksandr M. Grytsenko
popup.review Denys O. Chervakov
popup.review Artem O. Tretiakov
popup.rada
Ukrainian State University of Science and Technologies
Description
Актуальність роботи обумовлена нестачею матеріалів триботехнічного призначення, які працюючи у вузлах тертя здатні зменшити витрати енергії на подолання тертя до мінімуму.
Об’єкт дослідження закономірності створення полімерних композитів на основі фторполімерів і силікагелю для вузлів тертя технологічного обладнання.
Предмет дослідження фторполімери на основі політетрафторетилену, кополімеру тетрафторетилену з етиленом, полівініліденфториду і силікагелю та методи виготовлення виробів із них.
У вступі обґрунтовано актуальність дисертаційної роботи, сформульовано мету, задачі, об’єкт і предмет досліджень, висвітлено наукову новизну та практичне значення отриманих результатів, наведено зв’язок роботи із іншими науковими тематиками та приведено особистий внесок здобувача.
У першому розділі приведено літературний огляд джерел інформації щодо матеріалів триботехнічного призначення. Обґрунтовано доцільність використання фторполімерів і композитів на їх основі. Розглянуто основні види наповнювачів та модифікаторів. Обгрунтовано доцільність використання силікагелю у якості наповнювача. Проведено огляд основних способів переробки полімерів у вироби.
У другому розділі було розглянуто інформацію щодо об’єктів та методів дослідження, які використовуються у роботі. В якості полімерних основ було обрано наступні фторполімери: політетрафторетилен, кополімер тетрафторетилену з етиленом та полівінілденфторид. В якості наповнювача було обрано діоксид кремнію силікагель. Наведено усі методики досліджень, із посиланнями на стандарти.
У третьому розділі приведено результати експериментів щодо визначення найкращої методики переробки фторполімерів у вироби та оптимальних параметрів переробки. Запропонована нова методика in situ суміщення вихідних компонентів полімерної композиції. Визначено, що оптимальний тиск та час витримки під тиском при брикетування досліджуваних матеріалів на основі фторполімерів лежить в інтервалі 25-30 МПа та 60-90 секунд відповідно. Визначено що переробку у вироби методом пресуванні у формах із підігрівом необхідно проводити для композитів на основі кополімеру тетрафторетилена з етиленом при температурі 270оС та тиску 40 МПа, а для матеріалу на основі полівінілденфториду при 180оС та 40 МПа.
У четвертому розділі розглянуто вплив складів та методів переробки на властивості розроблених полімерних композитів на основі фторполімерів. Доведено, що введення силікагелю у склад фторполімерів дозволяє збільшити їх термо- та теплостійкість на 30-40 та 6-16оС. Визначено, що полімерні композити, отримані за допомогою in situ суміщення мають на 10-15 та 1-6оС кращі показники значень температур початку активної деструкції та розм’якшення за Віка ніж ті, що отримані за стандартним методом суміщення. Визначено, що введення силікагелю до фтопролімерів дозволяє покращити їх фізико-механічні властивості. Так напруження при межі текучості та модуль пружності при стисканні та твердість збільшуються на 25-55% для композиту на основі політетрафторетилену, 25-30% кополімеру поліетилену із тетрафторетилену та на 30-35% полівініліденфториду. Встановлено, що композити на основі політетрафторетилену та полівініліденнфориду, отримані за in situ методом суміщення мають на 10-20% кращий рівень фізико-механічних властивостей ніж аналоги.
У п’ятому розділі приведені результати трибологічних властивостей розроблених полімерних композитів. Визначено, що всі досліджені композити на основі фторполімерів повинні проходити попереднє притирання впродовж 10 хвилин при навантаженні 0,75 МПа та швидкості ковзання 0,75 м/с. Встановлено, що температура на поверхні тертя композитів на основі фторполімерів має на 25-35% менші значення ніж аналогічний параметр при терті вихідних фторполімерів. При цьому найменщі її значення характерні для композитів на основі політетрафторетилену і лежать в інтервалі від 33-37оС. Визначено, що температура при терті композитів, що отримані за in situ суміщенням вихідних компонентів полімерних композицій має на 5-10оС менші значення ніж для аналогів.
Встановлено, що значення коефіцієнту тертя та інтенсивності лінійного зношування для розроблених композитів при їх фрикційній взаємодії із сталлю зменшуються на 45-50% та у 4-10. Встановлено, що мікротвердість поверхонь після фрикційної взаємодії із композитами на 25% перевищує аналогічний показник для вихідної сталевої поверхні.
У висновках приведені результати досліджень, підтверджені досягнення мети та задач роботи, визначені напрями подальших досліджень.
Registration Date
2025-07-25
popup.nrat_date
2025-07-25 / 2026-07-01
