POLYMER COMPOSITE MATERIALS BASED ON POLYTETRAFLUOROETHYLENE FILLED WITH MODIFIED MONTMORILLONITE
Authors: Абакунова Е.В. , Данилова С.Н. , Слепцова С.А. , Охлопкова А.А. 
Published: January 2022

Актуальность исследования состоит в том, что одними из перспективных конструкционных и функциональных материалов остаются полимерные композиты на основе политетрафторэтилена. Благодаря уникальным базовым свойствам он находит широкое применение во всех отраслях промышленности, прежде всего в качестве антифрикционных материалов для узлов трения. В условиях низких температур композиты на основе ПТФЭ являются наиболее перспективными триботехническими материалами для сохранения работоспособности техники и оборудования Севера и арктических регионов. Недостатком ПТФЭ являются низкая износостойкость, хладотекучесть, высокий коэффициент термического расширения, которые можно улучшить добавлением наполнителей.Целью работы является исследование влияния монтмориллонита марки Метамона®1Н1 на свойства и структуру политетрафторэтилена (ПТФЭ).В качестве полимерной матрицы использован политетрафторэтилен марки ПТФЭ марки ПН-90, ООО «Галополимер»,г. Пермь.В качестве наполнителя использован Монтмориллонит марки МЕТАМОН® 1Н1 – гидрофильная глина, представляющая очищенный природный Na+ - монтмориллонит.Введение активированного метамона в композиты позволяет повысить деформационно-прочностные характеристики ПКМ по сравнению с исходным ПТФЭ.В данной работе представлены результаты исследований влияния органомодифицированного механоактивированного монтмориллонита (оММТ) марки 101/102 на физико-механические характеристики и структуру политетрафторэтилена. Содержание наполнителя варьировали от 0,5 до 7 мас. %. Установлено, что при введении 0,1-5,0 мас. % оММТ в ПТФЭ прочность ПКМ увеличивается на 25 %, относительное удлинение на 21%. Структурными исследованиями зарегистрирована трансформация надмолекулярной структуры ПТФЭ с формированием сферолитоподобных образований, центрами кристаллизации которых являются частицы оММТ. Для этих концентраций наполнителя установлены более высокие показатели энтальпии плавления и степени кристалличности методом дифференциальной сканирующей калориметрии.

The development of modern technology requires the search for new structural materials that surpass traditional ones in their deformation-strength, elastic and wear-resistant properties. Composite materials based on PTFE are very promising structural materials for many industries.PTFE is widely used in friction units of technical systems due to its operability in a wide temperature range while maintaining low and stable values of the coefficient of friction, as well as its ability to provide self-lubrication during friction. Such disadvantages of PTFE as cold flow, low wear resistance, high coefficient of thermal expansion are eliminated by modification, one of the common methods of which is filling.The paper focuses on the effect of organomodified mechanically activated montmorillonite (OMMT) of 101/102 grade on the physical and mechanical characteristics and structure of polytetrafluoroethylene. The filler content varied from 0.5 to 7 wt. %. With the introduction of 0.1-5.0 wt. % OMMT in PTFE, the strength of PCM increases by 35%, and the elongation by 21% was found. Structural studies have registered the transformation of the supramolecular structure of PTFE with the formation of spherulite-like formations, the centers of crystallization of which are particles of OMMT. For these filler concentrations, higher values ​​of the enthalpy of melting and the degree of crystallinity were established by the method of differential scanning calorimetry.