INFLUENCE OF TITANIUM OXIDE ACTIVATION METHODS ON THE PROPERTIES AND STRUCTURE OF POLYTETRAFLUOROETHYLENE
Authors: Никитина А.В. , Васильев А.П. , Охлопкова А.А. , Стручкова Т.С. , Алексеев А.Г. 
Published: June 2022

В настоящее время полимерные композиционные материалы (ПКМ) благодаря высоким механическим, триботехническим и другим специальным свойствам широко применяются в различных областях промышленности. В данной работе проведеноисследованиевлияния различных способов активации оксида титана (TiO2) на физико-механические и триботехнические свойства ПКМ на основе политетрафторэтилена (ПТФЭ). Получены композиты с предварительной активацией наполнителя, включающие ультразвуковую обработку и смешение в планетарной мельнице. Проведенные сравнительные исследования деформационно-прочностных и триботехнических свойств композитов с предварительной ультразвуковой активацией наполнителя и смешением компонентов в планетарной мельнице, показали улучшениепрочности при растяжении на ~30%, эластичности на ~24% и износостойкости в 1,8–3,6 раз по сравнению с образцом без предварительной обработки наполнителя.Твердость композитов с активацией наполнителя выше на ~8% исходного полимера и композита с без активации наполнителя. Независимо от предварительной обработки наполнителя коэффициент трения композитов сохраняется на уровне ненаполненного ПТФЭ. Улучшение механических и триботехнических свойств композитов связано с разрушением агломератов и равномерным распределением оксида титана в полимерной матрице. Методами рентгеноструктурного анализа и дифференциальной сканирующей калориметриипоказано, что при предварительной обработкенаполнителя в ПКМ приводит к усилению пиков наполнителя в рентгеновской дифрактограмме, увеличению кристалличности и энтальпии плавления, что свидетельствует о более упорядоченной надмолекулярной структуре и равномерном распределении наполнителя. Полученные материалы могут найти применение в качестве деталей узлов трения, а также в электронных устройствах.
At present, polymer composite materials (PCMs), due to their high mechanical, tribological, and other special properties, are widely used in various industries. In this work, a study was made of the influence of various methods of activating titanium oxide (TiO2) on the mechanical and tribological properties of polytetrafluoroethylene (PTFE). Composites with pre-activation of the filler were obtained, including ultrasonic treatment, and mixing in a planetary mill. Comparative studies of the deformation-strength and tribological properties of composites with preliminary ultrasonic activation of the filler and mixing of components in a planetary mill showed an improvement in tensile strength by 30%, elasticity by 24% and wear resistance by 1.8–3.6 times compared to the sample without pre-treatment of the filler. Regardless of the pretreatment of the filler, the coefficient of friction of the composites remains at the level of unfilled PTFE. The improvement of the mechanical and tribological properties of composites is associated with the destruction of agglomerates and the uniform distribution of titanium oxide in the polymer matrix. Using X-ray diffraction analysis and differential scanning calorimetry, it has been shown that pre-treatment of the filler in PCM leads to an increase in the filler peaks in the X-ray diffraction pattern, an increase in crystallinity and melting enthalpy, which indicates a more ordered supramolecular structure and a uniform distribution of the filler. The resulting materials can be used as parts of friction units, as well as in electronic devices.