ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕЖИМЫ ПЕРЕРАБОТКИ АНТИСТАТИЧЕСКИ-ТЕПЛОПРОВОДЯЩИХ АНТИФРИКЦИОННО – ИЗНОСОСТОЙКИХ И НАНОКОМПОЗИЦИОННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

TECHNOLOGICAL MODES OF PROCESSING ANTISTATIC-HEAT-CONDUCTING ANTIFRICTION-WEAR-RESISTANT AND NANOCOMPOSITE POLYMERIC MATERIALS
Цитировать:
Тухташева М.Н., Сапаров Б.Ж., Нормуродов С.Э. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕЖИМЫ ПЕРЕРАБОТКИ АНТИСТАТИЧЕСКИ-ТЕПЛОПРОВОДЯЩИХ АНТИФРИКЦИОННО – ИЗНОСОСТОЙКИХ И НАНОКОМПОЗИЦИОННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 2(95). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/13133 (дата обращения: 05.12.2022).
Прочитать статью:

 

АННОТАЦИЯ

Приведены результаты исследований технологических режимов переработки антистатический-теплопроводящих антифрикционное –износостойких и нано композиционных полимерных материалов. Изучено влияние технологических параметров переработки на физико-механические и триб технические свойства композиционных полимерных материалов. Это позволило нам разработать оптимальный технологический режим получения из них высококачественных деталей рабочих органов машин и механизмов, работающих в условиях фрикционного взаимодействия с хлопком-сырцом.

ABSTRACT

The results of the research of technological modes of processing antistatic-heat-conducting antifriction – wear-resistant and Nano composite polymeric materials are presented. The influence of technological parameters of processing on the physic mechanical and tribological properties of composite polymeric materials is studied. This allowed us to develop the optimal technological mode of obtaining from them high-quality parts of the working bodies of machines and mechanisms operating under conditions of frictional interaction with raw cotton.

 

Ключевые слова: антистатический-теплопроводящие антифрикционное –износостойкие материалы, нано композиционные полимерные материалы, полимер, композиция, изделие, температура литья, давление впрыска.

Keywords: antistatic-heat-conducting antifriction and wear-resistant materials, nanocomposite polymeric materials, polymer, composition, product, casting temperature, injection pressure.

 

Известно, что наиболее распространенным методом переработки полимеров и композиций в изделия является литье под давлением, при котором полимерная композиция переводится в вязко текучее состояние и впрыскивается под давлением в литьевую форму. Кроме того, известно, что свойства полимерных материалов и композиций на их основе существенно зависят от технологии изготовления и переработки. В связи с этим изучение влияния технологических параметров процесса литья под давлением на структуру, физико-механические и триб технические свойства разработанных антифрикционное-износостойких нано композиционных полимерных материалов представляет научное и практическое значение для выбора оптимальных режимов получения деталей трущихся пар рабочих органов хлопковых машин и механизмов [1-2].

Литье под давлением является одним из основных методов переработки полимеров и композиций в изделия. Важнейшими технологическими параметрами литья под давлением, влияющими на качество отливки изделий, являются: температура литья (Тр) и давление впрыска (Р), так как наиболее существенное влияние на свойства материалов, в основном, оказывают они.

 

1, 1’ - разрушающее напряжение при изгибе; 2,2’ - ударная вязкость; 3,3’ - твердость по Бринеллю; 4,4’ - модуль упругости при изгибе; 5,5’- коэффициент трения;  6, 6’ - интенсивность изнашивания

Рисунок 1. Зависимости физико-механических и триботехнических  свойств образцов из АТАИППК, ( __) и АТАИНК(- - ) на основе полипропилена от температуры расплава (Тр)

Рисунок 2. Зависимости физико-механических и триботехнических свойств образцов из АТАИК и АТАИНК на основе полипропилена от удельного давления впрыска (Р)

 

Анализ кривых зависимостей, приведенных на рис. 1-2, показывает, что выявленные оптимальные технологические параметры процесса литья под давлением приводят к улучшению физико-механических и триботехнических свойств образцов из АТАИППК и АТАИНК.

Как видно из рис. 1, с повышением температуры расплава до 523 К происходит постепенное снижение разрушающего напряжения при изгибе и ударной вязкости, а модуль упругости при изгибе и твердость по Бринеллю имеет максимум при температуре расплава 513 К. В дальнейшем, при температуре выше 513 - 523 К происходит резкое снижение этих показателей, что, по-видимому, объясняется быстроразвивающейся деструкцией полимера при высоких температурах литья и падением молекулярной массы. Необходимо отметить, что при этом оптимальная температура расплава, позволяющая получить значения оптимальных физико-механических характеристик составляет  Тр = 513-523 К.

Как видно из рис. 2, с повышением давления литья разрушающее напряжение и модуль упругости при изгибе, твердость по Бринеллю исследуемых материалов увеличиваются, а ударная прочность снижается. Это объясняется, очевидно, тем, что при литье композиции повышенное давление способствует более плотной упаковке молекул, удалению пор и пузырьков из неё. Дальнейшее увеличение удельного давления литья приводит к снижению свойств композиции. Кроме того, необходимо отметить, что  для АТАИК и АТАИНК на основе полипропилена при  оптимальных значениях давления литья, по всей видимости, реализуется равномерное распределение компонентов композиции по объему. При этом наблюдается увеличение всех показателей композиционного материала (АТАИНК на основе полипропилена) на 15-20 % до максимума (при удельном давлении 130 МПа), затем с повышением удельного давления впрыска - снижение этих показателей. Повышение физико-механических и улучшение триботехнических свойств композиционных полимерных материалов можно объяснить улучшением реологических свойств, то есть, повышением текучести композиций  за счет их структурирования . (таблица 1)

Таблица 1.

Технологические режимы переработки антистатически-теплопроводящих антифрикционно –износостойких и нанокомпозиционных полимерных материалов

Композиционный материал

Давление

литья,

МПа

Темпера-

тура

литья, К

Нанокомпо-зиционный материал

Давление

литья,

МПа

Темпера-

тура

литья, К

АТАИППК-1

130-135

513-523

АТАИППНК-1

120-125

503-513

АТАИППК-2

135-140

513-533

АТАИППНК-2

  125-130

503-513

АТАИПЭК-1

100-120

483-503

АТАИПЭНК-1

   90-110

473-483

АТАИПЭК-2

100-120

483-503

АТАИПЭНК-2

   90-110

473-483

 

Оптимальным значением удельного давления литья составляет 110-130 МПа. Следовательно, при литье АТАИППК температура литья и давление впрыска должны быть в пределах 503-523 К и 110-130 МПа. Повышение физико-механических и улучшение триботехнических свойств композиционных полимерных материалов можно объяснить улучшением реологических свойств, то есть, повышением текучести композиций  за счет их структурирования (таблица 2).

Таким образом, изучение влияния технологических параметров переработки на физико-механические и триб технические свойства материалов позволило нам разработать оптимальный технологический режим получения из них высококачественных деталей рабочих органов машин и механизмов, работающих в условиях фрикционного взаимодействия с хлопком-сырцом [3-5].

Таблица 2.

Технологические режимы переработки антистатически-теплопроводящих антифрикционно –износостойких и нанокомпозиционных полимерных материалов

Композиционный материал

Давление

литья,

МПа

Темпера-

тура

литья, К

Нанокомпо-зиционный материал

Давление

литья,

МПа

Темпера-

тура

литья, К

АТАИППК-1

130-135

513-523

АТАИППНК-1

120-125

503-513

АТАИППК-2

135-140

513-533

АТАИППНК-2

  125-130

503-513

АТАИПЭК-1

100-120

483-503

АТАИПЭНК-1

   90-110

473-483

АТАИПЭК-2

100-120

483-503

АТАИПЭНК-2

   90-110

473-483

 

Результаты изучения влияния технологических параметров литья под давлением на физико-механические и триб технические свойства свидетельствуют о том, что при переработке АТАИКПМ и АТАИНКПМ могут происходить глубокие изменения их свойств.

На основании полученных экспериментальных данных построены кривые зависимостей физико-механических и триботехнических свойств АТАИППК и АТАИНК. на основе полипропилена от режимов литья (рис. 1-2).

Существенное влияние на физико-механические и триб технические свойства АТАИКПМ и АТАИНКПМ оказывает удельное давление литья (рис. 2).

Физико-механические и триб технические характеристики разработанных антифрикционных и антифрикционной-износостойких антистатический-теплопроводящих композиционных полимерных материалов на основе термопластичных полимеров вполне отвечают функциональным требованиям, предъявляемым к материалам колков рабочих органов хлопковых машин и механизмов хлопкоочистительной промышленности и могут быть рекомендованы для их изготовления[6-7].

 

Список литературы:

  1. Негматов С.С., Гулямов Г., Иргашев А.А. О возможностях применения полиолефиновых композитов в колковых рабочих органах хлопковых машин. -Т. : Таш ГТУ, 1992. –120 с.
  2. Гулямов Г., Негматов Н.С. Разработка антифрикцинно-износостойких полимерных композиций полифункционального назначения // Композиционные материалы. - Ташкент, 2000.- № 1.- С. 68 -71.
  3. Патент РУз № IАР 02649. Антифрикционно – износостойкая полимерная композиция / Негматов С.С., Гулямов Г., Халимжанов Т.С., Нажмидинов М.Ж. // Расмий ахборотнома. – 2005. - №2.
  4. Патент РУз № IAP 04228. Антифрикционно – износостойкая полимерная композиция / Негматов С.С., Норкулов А.А., Гулямов Г., Махмудов Х.Х., Абед-Негматова Н.С. // Расмий ахборотнома. - 2010. - № 9.
  5. Конструкционные свойства пластмасс / Под ред. Р.М. Шнейдеровича и И.В. Крагельского. –М.: Машиностроение, 1968. -212 с.
  6. Аналитическое исследование продольное растяжение упруго-пластической матрицы с жестким упруго-пластическим включением. // Сапаров Б.Ж., Кодиров А.У., Шернаев А.Н., Тавбаев Ж.С. Universum: технические науки 5(86) Москва 25 мая 2021 г
  7. Modeling Theory of Acquisition Mode Materials of High-Strength Flexible Structures//J.Tavbayev, B.Saparov, M.Payziyeva, U.Narmanov, O.Narmanov. International Journal of Mechanical Engineering. Vol. 6 No. 3 October-December, 2021
Информация об авторах

старший преподаватель Ташкентского химико технологического института, Республика Узбекистан, г. Ташкент

Senior teacher of Tashkent institute of chemical technology, Republic of Uzbekistan, Tashkent

стажер-исследователь Ташкентского химико-технологического института, Республика Узбекистан, г. Ташкент

Research Assistant, Tashkent Institute of Chemical Technology, Republic of Uzbekistan, Tashkent

магистрант, Ташкентский Государственный Технический Университет, Республика Узбекистан, г. Ташкент

Master degree., Tashkent State Technical University, Republic of Uzbekistan, Tashkent

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), регистрационный номер ЭЛ №ФС77-54434 от 17.06.2013
Учредитель журнала - ООО «МЦНО»
Главный редактор - Ахметов Сайранбек Махсутович.
Top