АНТИФРИКЦИОННАЯ ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ
ANTIFRICTION POLYMER COMPOSITION

Изобретение относится к композиционным материалам, которые могут быть использованы в качестве конструкционных материалов в машиностроении, авиастроении, приборостроении.
Известна композиция на основе полиэтилена, предназначенная для изготовления формованных изделий, содержащая, по меньшей мере, 94,5 мас.% полиэтилена, 0,05-0,5 мас.% амида насыщенной жирной кислоты, 0-0,15 мас.% вспомогательного смазывающего вещества, 0-5 мас.% одной или нескольких добавок, выбранных среди антиоксидантов, красителей, анти-УФ, антистатиков (пат. 2267504 от 15.03.2001, C08L 23/04).
Недостатком такой композиции является невысокие антифрикционные характеристики, что ограничивает область их применения.
Наиболее близким (прототип) по технической сущности к предлагаемому изобретению является композиционный термопластичный материал (пат. 2283325 от 2004, C08L 23/02). Композиционный материал на основе полиэтилена низкого давления (ПЭНД) содержит в качестве добавок - термообработанный силикат и галогенсодержащий олигомер.
Однако изделия, полученные из данной композиции, обладают повышенной жесткостью и имеют недостаточно высокие антифрикционные характеристики.
Перед авторами стояла задача улучшения антифрикционных характеристик изделий из разрабатываемой полимерной композиции.
Поставленная задача достигается введением в полиэтилен низкого давления (ПЭНД) в качестве добавки бис-[2-(2-оксо-3,5-ди-трет-бутилфенилимино)-4,6-ди-трет-бутил-циклогекса-3,5-диенон]Al(III) при следующем соотношении компонентов масс.ч.:
Полиэтилен низкого давления (ПЭНД)
96-99
Бис-[2-(2-оксо-3,5-ди-трет-бутилфенилимино)-4,6-ди-трет-бутил-циклогекса-3,5-диенон]Al(III)
1-4
Пример получения добавки
К раствору 2.66 г (12 моль) 3,5-ди-трет-бутил-1,2 дигидроксибензола в 60 мл этанола при перемешивании добавили раствор 0.72 г (3 ммоль) гексагидрата алюминия хлорида (III) (AlCl3·6H2O) в 30 мл этанола. После добавления 5 мл 25% водного раствора аммиака (NH4OH) раствор встряхивался (или барботировался воздухом) в течение 5 часов. Выпавший осадок отделили фильтрованием и промыли 10 мл воды, а затем 10 мл этанола. Осадок кристаллизовали из хлороформа. Темно-зеленые кристаллы, Т пл. 240°С. Молярная масса 872.06. (С.Camacho-Camacho, G.Merino, F.J.Martinez-Martinez, H.Nöth, R.Contreras // Eur. J. Inorg. Chem. 1999. P.1021-1027).
3+
эфф
Бис-[2-(2-оксо-3,5-ди-трет-бутилфенилимино)-4,6-ди-трет-бутил-циклогекса-3,5-диенон]Al(III) представляет собой хелатный комплекс с ионом Al, к которому координированы два лиганда: анион и дианионрадикал (µ. 1.75 М.Б.).
Составы разработанных композиций приведены в таблице 1.
Таблица 1
Составы композиций
Композиция
Содержание, масс.%
1
2
3
4
5 (прототип)
Полиэтилен низкого давления (ПЭНД)
100
99
98
96
94,5
Продолжение таблицы 1
бис-[2-(2-оксо-3,5-ди-трет-бутилфенилимино)-4,6-ди-трет-бутил-циклогекса-3,5-диенон]Al(III)
-
1
2
4
-
Галогенсодержащий олигомер
-
-
-
-
5
Термообработанный силикат
-
-
-
-
0,5
Пример получения разработанной антифрикционной композиции.
В работе использовался полиэтилен низкого давления (ПЭНД) ГОСТ 16338-85.
Растворяют в бензоле предлагаемую добавку бис-[2-(2-оксо-3,5-ди-трет-бутилфенилимино)-4,6-ди-трет-бутил-циклогекса-3,5-диенон]Al(III). Затем в смеситель загружают порошок полиэтилена низкого давления (ПЭНД), полученный раствор тщательно перемешивают в течение 10 минут. Полученную смесь сушат в сушильном шкафу при температуре 95-100°С и из полученной смеси прессуют изделия при следующем режиме: температура прессования 130°С, давление 2,5 МПа, выдерживают под давлением 10 минут.
Полученные из разработанных композиций изделия подвергают комплексу физико-механических исследований, основными из которых являлись коэффициент трения, теплостойкость и твердость. Результаты испытаний представлены в таблице 2.
Таблица 2
Свойства изделий
Композиции
Прототип
1
2
3
4
Твердость, кг/мм<sup>2</sup>
7,4
6,3
6,3
5,8
7,0
Коэффициент трения
0,12
0,09
0,08
0,08
0,12
Весовой износ, г/7 часов работы
0,0055
0,0030
0,0035
0,0035
0,005
Теплостойкость по Вика, °С
125
135
138
140
-
Таким образом, применение предлагаемой антифрикционной полимерной композиции способствует снижению коэффициента трения, повышению теплостойкости и увеличению срока службы изделий.
Поверхность изделий, полученных из предлагаемой композиции, отличается более плотной структурой, а после испытаний на машине трения на поверхности изделия отсутствуют следы трения.