Влияние термической обработки на надмолекулярную структуру порошка политетрафторэтилена

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

УДК 678:66.017

А. А. Охлопкова, Т. С. Стручкова, А. П. Васильев, А. Г. Алексеев, А А. Дьяконов

ВЛИЯНИЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА НАДМОЛЕКУЛЯРНУЮ СТРУКТУРУ ПОРОШКА ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕНА

Исследование полимеров и композитов на их основе в настоящее время является актуальным направлением современного материаловедения. Полимерные композиционные материалы с высокими эксплуатационными свойствами получают путем наполнения. Среди полимеров политетрафторэтилен отличается своими уникальными физико-химическими свойствами (коэффициент трения, термостойкость, высокая инертность и др.), но также имеет ряд недостатков (низкая износостойкость, ползучесть под нагрузкой и др.). Для устранения этих недостатков в полимер вводят разные наполнители, позволяющие значительно расширить область применения политетрафторэтилена. При этом происходит перестройка надмолекулярной структуры, вследствие чего свойства композита меняются. Представляет большой интерес изучение процессов, предшествующих изменению надмолекулярной структуры, поскольку это позволит глубже понять механизмы формирования структуры, что, в свою очередь, даст возможность создавать принципиально новые материалы с заданными свойствами. В данной работе проведены микроскопические исследования морфологии порошков политетрафторэтилена до и после термической обработки для выявления механизмов формирования надмолекулярной структуры полимерной матрицы. На поверхности порошка после термической обработки обнаружены структурные единицы, названные авторами «закрытые бутоны». На основании экспериментальных и литературных данных установлено, что

ОХЛОПКОВА Айталина Алексеевна - д. т. н., проф., зав. каф. высокомолекулярных соединений и органической химии Института естественных наук СВФУ им. М. К. Аммосова.

Е-mail: okhlopkova@yandex.ru

OKHLOPKOVA Aitalina Alekseevna - Doctor of Technical Sciences, Professor, Header of High-Molecular Compounds and Organic Chemistry Department, Institute of Natural Sciences, M. K. Ammosov North-Eastern Federal University.

Е-mail: okhlopkova@yandex.ru

СТРУЧКОВА Татьяна Семеновна - к. т. н., доц. каф. высокомолекулярных соединений и органической химии Института естественных наук СВФУ им. М. К. Аммосова.

Е-mail: sts_23@mail.ru

STRUCHKOVA Tatiana Semenovna - Candidate of Technical Science, Associate Professor of Header of High-Molecular Compounds and Organic Chemistry Department, Institute of Natural Sciences, M. K. Ammo-sov North-Eastern Federal University.

Е-mail: sts_23@mail.ru

ВАСИЛЬЕВ Андрей Петрович - аспирант Института естественных наук СВФУ им. М. К. Аммосова.

Е-mail: gtvap@mail.ru

VASILEV Andrey Petrovich - Postgraduate Student, Institute of Natural Sciences, M. K. Ammosov NorthEastern Federal University.

Е-mail: gtvap@mail.ru

«закрытые бутоны» представляют собой макромолекулярные сегменты надмолекулярной структуры политетрафторэтилена, участвующие при формировании монолитного изделия полимера. На основе полученных электронных микрофотографий надмолекулярной структуры уточнен процесс структурообразования выбранного порошка политетрафторэтилена в процессе спекания. Рассмотрена структура полимера на границе с волокнистым наполнителем после термической обработки. При этом на волокнах обнаружены структурные элементы политетрафторэтилена - дендриты. Показано, что с увеличением степени кристалличности уменьшаются средние размеры кристаллитов полимерных композитов.

Ключевые слова: политетрафторэтилен, надмолекулярная структура, термическая обработка, морфология поверхности, макромолекулярные цепи, макромолекулярные сегменты, межфазная граница, механизм спекания, композит, углеродное волокно.

A. A. Okhlopkova, T. S. Struchkova, A. P. Vasilev, A. G. Alekseev, A. A. Dyakonov

Study the Effects of Heat Treatment on the Supramolecular Structure Powder Polytetrafluoroethylene

Research polymers and composites based on them is now the have actuality of Materials Science. Polymer composite material with high performance is obtained in filling. Among the polymers unfilled polytetrafluoroethylene has a unique physico-chemical properties (coefficient of friction, heat resistance, and high inertness al.), but does not have the specified operating range of properties (low wear resistance, creep under load relative softness et al.). To address shortcomings in the polymer used different fillers, allowing extending the scope of polytetrafluoroethylene significantly. In filling polymer matrix occur modification of the supramolecular structure polymer. The study of the processes preceding the transformation of the supramolecular structure, will allow a better understanding of the mechanisms of formation of the structure, which in turn will create entirely new materials with desired properties. Thus, this research work conducted microscopic morphology polytetrafluoroethylene powders before and after heat treatment. On the surface of the powder after heat treatment, revealed structural units called "closed burgeon". Based on experimented and published data, "closed burgeon" are set as the macromolecular segments polytetrafluoroethylene supramolecular structures involved in the formation of monolithic polymer products. Based on electron micrographs of the supramolecular structure is refined PTFE sintering process. Investigated the structure on interphase boundary polymer and fiber after heat treatment. Found on fibers of polytetrafluoroethylene dendritic structural elements. It is shown that with increasing degree of crystallinity, polymer composites the average crystallite size decreased.

Keywords: polytetrafluoroethylene, supramolecular structure, heat treatment, surface morphology, macromolecular chain, macromolecular segments, the interface, the sintering mechanism, composite, carbon fiber.

АЛЕКСЕЕВ Алексей Гаврильевич - зав. лаб. каф. высокомолекулярных соединений и органической химии Института естественных наук СВФУ им. М. К. Аммосова.

E-mail: alexalekseev.z@gmail.com

ALEKSEEV Aleksey Gavrilievich - Head of Laboratory of High-Molecular Compounds and Organic Chemistry Department, Institute of Natural Sciences, M. K. Ammosov North-Eastern Federal University.

E-mail: alexalekseev.z@gmail.com

ДЬЯКОНОВ Афанасий Алексеевич - ведущий инженер Института естественных наук СВФУ им. М. К. Аммосова.

E-mail: afonya71185@mail.ru

DYAKONOVAfanasy Alekseevich - Lead Engineer, Institute of Natural Sciences, M. K. Ammosov NorthEastern Federal University.

E-mail: afonya71185@mail.ru

Введение

Полимерные материалы обладают многими ценными физическими и химическими свойствами, а полимерные композиционные материалы (ПКМ) на их основе приобретают дополнительные свойства, которые делают материал еще более полезным с точки зрения эксплуатации и, соответственно, привлекательным для потребителя [1]. Способом придания дополнительных или улучшения имеющихся свойств является модификация полимера. В качестве модифицирующих агентов используют различные наполнители, влияющие на надмолекулярную структуру полимера. Модификация позволяет направленно изменять эксплуатационные свойства за счет преобразования надмолекулярной структуры под влиянием физических воздействий при сохранении химического строения макромолекулы. Возможность структурной модификации обусловлена тем, что надмолекулярная структура полимеров является подвижной системой: в зависимости от условий одна форма может переходить в другую [2].

Объемы производства и сферы применения ПКМ во всем мире непрерывно растут. Требования к таким материалам ужесточаются при эксплуатации их в экстремальных условиях, например, в районах Крайнего Севера. Среди полиолефиновых полимеров политетрафторэтилен (ПТФЭ) обладает рядом уникальных свойств: химической инертностью, низким коэффициентом трения и способностью к эксплуатации в широком интервале температур от -260 до +260 °C [3]. Но как всякий материал, ПТФЭ имеет недостатки, обусловленные молекулярной и надмолекулярной структурами полимера. К ним относятся высокая истираемость, низкая адгезия и ползучесть полимера. Для устранения недостатков применяют наполнители, позволяющие значительно расширить эксплуатационные свойства политетрафторэтилена.

Как видно, для разработки ПКМ с заданными свойствами необходимо регулирование надмолекулярной структуры, которая достигается наполнением полимера. Как правило, формирование структуры ПТФЭ происходит через прессование и спекание. В работе [4] процесс спекания ПТФЭ представляют так: при спекании прилегающие частицы расплавляются и начинают сливаться путем формирования шейки с последующей коалесценцией частиц полимера.

В настоящее время достаточно много работ по исследованию надмолекулярной структуры ПТФЭ, но до сих пор изучение межфазных границ в системе «полимер-наполнитель» и непосредственное влияние наполнителя на процессы структурообразования ПКМ остаются дискуссионными. Формирование надмолекулярной структуры связано с трансформацией порошка в процессе спекания изделия, при котором закладываются эксплуатационные свойства изделия. Таким образом, процесс спекания является одним из основных этапов технологического процесса изготовления изделий из ПТФЭ и ПКМ.

Целью работы являются исследования морфологии порошков ПТФЭ до и после термической обработки и при содержании волокнистого наполнителя для выявления механизмов формирования надмолекулярной структуры полимерной матрицы.

Объекты и методы исследования

Объектом исследования служил промышленно выпускаемый полимер ПТФЭ марки ПН (ОАО «ГалоПолимер», Россия), представляющий собой легко комкующийся порошок белого цвета без видимых включений с плотностью не более 2,19 г/см3 и средним размером частиц 46-135 мкм. В качестве наполнителя использовали модифицированные дискретные углеродные волокна марки «Белум» (ОАО «Светлогорск Химволокно», Беларусь). Диаметр филамента волокна составляет 4,5-8 мкм. Длина волокон варьируется от 50 до 500 мкм.

Термическую обработку образцов проводили выше температуры плавления (до 375 °C) с последующим охлаждением. Методом электронной микроскопии исследовали надмолекулярную структуру порошков ПТФЭ и ПКМ на растровом электронном микроскопе (РЭМ) JSM-7800F («JEOL», Япония). Рентгеноструктурный анализ (РСА) проводили на рентгеновском порошковом дифрактометре ARL X'TRA («Thermo Fisher Scientific», Швейцария).

В качестве источника излучения использовалась рентгеновская трубка с медным анодом (ЦСиКа) = 0,154 нм).

Результаты и их обсуждение

Известно, что порошкообразные продукты полимеризации тетрафторэтилена, т. е. порошки ПТФЭ, представляют собой частицы с неконтролируемыми параметрами молекулярной массы и морфологии [5]. В данной работе проведена оценка размерных характеристик полимера методом электронной микроскопии и исследованы морфологические особенности полимеризатных частиц ПТФЭ при разных увеличениях (рис. 1).

На рис. 1 а видно, что частицы ПТФЭ имеют различные формы и размеры, варьируются от нескольких десятков до сотен мкм. Полимеризаты ПТФЭ состоят из двух частей: плотной и рыхлой (фибриллярной) (рис. 1 б). При дальнейшем увеличении (рис. 1 г) видно, что фибриллярная часть также состоит из более мелких уплотненных частей, соединенных фибриллами между собой (рис. 1 в, д), поверхность которых при дальнейшем увеличении (рис. 1 е) характеризуется пористой структурой. Из представленных микрофотографий при последовательном увеличении отчетливо наблюдается самоподобие структурных частей в зависимости от размерности, т. е. исходный порошок ПТФЭ имеет элементы фрактальной структуры.

Проведены исследования морфологии порошков ПТФЭ, подвергнутых термической обработке выше температуры плавления. Электронная микроскопия высокого разрешения обнаружила на поверхности спеченных порошков структурные формирования, названные нами «закрытые бутоны» (рис. 2).

Рис. 1. Микрофотографии порошков ПТФЭ при последовательном увеличении: а - х150, б - х300, в - х3000, г - х500, д - х3000, е - х10000

Рис. 2. Микрофотография морфологии порошка ПТФЭ после термической обработки при последовательном увеличении: а - х300, б - *1000, в - х5000, г - х1о000

На основе полученных электронных микрофотографий проведен анализ данных в сопоставлении с данными литературы. В работе [6] авторы обнаружили выступы на поверхности порошка ПТФЭ после термической обработки и предположили, что за счет выступов частицы притягиваются друг к другу. В работе [7] авторы обнаружили морфологический элемент с эллипсоидной структурой, о котором ранее в научных публикациях не сообщалось, который был назван авторами «blooming rose». Выявили, что спирально расположенные пластинчатые полосы толщиной близки к толщине ламелей в изотропной структуре ПТФЭ.

На рис. 3 представлены микрофотографии поверхности спеченного порошка ПТФЭ, которые иллюстрируют размеры этих структурных образований.

Как видно из рис. 3 а, структурные образования «закрытые бутоны» имеют размеры в пределах ~1,5 мкм. Макромолекулярные цепи на поверхности порошка имеют размеры, варьируемые в пределах 150-250 нм [8], что соответствует размерам фибрилл ПТФЭ в работе [9] и бороздчатым полосам [10]. Как видно на рис. 3 б, структура макромолекулярных цепей на «закрытых бутонах» имеет пластинчатый вид с гранями, которые, возможно, являются гранями кристаллических ламелей. Такие пластинчатые образования характерны для надмолекулярной структуры ПТФЭ [11, 12].

Для выяснения роли обнаруженных структурных элементов, названных «закрытые бутоны», исследована граница между частицами ПТФЭ в случаях, когда частицы порошка находятся в контакте и когда частицы разделены друг от друга (рис. 4).

Рис. 3. Микрофотография надмолекулярной структуры порошка ПТФЭ после термообработки: а - *10000, б - *10000

Рис. 4. Микрофотография границы между частицами ПТФЭ: а - граница между двумя частицами, х5000; б - несоприкасающиеся частицы, х3000

Как видно, граница между двумя частицами ПТФЭ при сплавлении осуществляется взаимодиффузией макромолекулярных цепей, приводящих к размыванию границы раздела между ними. Видно, что сплавление происходит взаимопроникновением макромолекулярных цепей из структурных образований, имеющих кристаллическую природу (рис. 4 а).

В случае, когда частицы порошка не соприкасаются друг с другом (рис. 4 б), видны наноразмерные фибриллы, соединяющие две области поверхностей частиц ПТФЭ. Одним из наиболее подвижных частей надмолекулярной структуры являются проходные цепи [13]. Возможно, фибриллы, представленные на рис. 4 б, являются проходными цепями, и их длина в данной микрофотографии составляет ~7 мкм, а диаметр - десятки нанометров.

Механизм спекания ПТФЭ при температурах выше точки плавления объясняется слиянием частиц с последующей коалесценцией и появлением эффекта прозрачности (объем увеличивается до 25-30 %) [14]. Из приведенных данных можно дополнить и уточнить механизм спекания ПТФЭ. Видно, что процесс взаимодиффузии макромолекул происходит между кристаллизующимися частями ПТФЭ. Из характера образования «закрытых бутонов» можно предположить, что спекание осуществляется локальными участками отдельных макромолекулярных цепей.

Как показано выше, процесс спекания и, соответственно, структурообразования ПТФЭ при термической обработке не является самопроизвольно идущим процессом. Образование монолитных изделий происходит только после предварительного прессования и спекания. Исходя из этого, исследовано влияние наполнителя на структуру порошка ПТФЭ при термической обработке. Проведены микроскопические исследования смеси ПТФЭ с углеродным волокном (УВ), где содержание волокна в смеси составляло 1 мас. % и 5 мас. % от массы ПТФЭ.

Термическая обработка частиц ПТФЭ с углеродными волокнами приводит к образованию конгломерата, где дискретные углеродные волокна хаотически распределены в смеси (рис. 5).

Рис. 5. Микрофотография конгломерата смеси ПТФЭ с УВ при увеличениях х150: а - ПТФЭ+1 мас. % УВ; б - ПТФЭ+5 мас. % УВ

На рис. 5 видно, что образованные конгломераты не рассыпаются и достаточно прочно соединены, следовательно, между волокнами и ПТФЭ образуется адгезионная связь, обусловленная физическими связами.

Из классических работ Ю. С. Липатова известно, что молекулярная подвижность макромолекул вблизи границы раздела в системе «полимер - наполнитель» обусловлена адсорбционным взаимодействием на межфазной границе. Прочная связь между полимером и наполнителем происходит за счет адсорбции полимера на активных центрах наполнителя [15, 16].

Далее проведены микроскопические исследования поведения полимера на поверхностях волокон после термической обработки (рис. 6).

На рис. 6 а видны образования локальных контактов ПТФЭ с волокном. Полимер в контакте с волокном при термообработке частично обволакивает волокна и адсорбируется на его поверхности. Дендритная структура ПТФЭ, адсорбированного на поверхности волокна (рис. 6 б), характеризуется ветвлением и имеет размер в диаметре ~1 мкм, что соответствует данным, приведенным в работе [17].

Проведены структурные исследования образцов ПТФЭ и ПКМ на его основе, полученных по стандартной технологии (рис. 7) методами РЭМ и РСА.

Как видно из рис. 7 а, надмолекулярная структура ПТФЭ имеет ламеллярную структуру. При введении УВ в полимер ламеллярная надмолекулярная структура сохраняется, но представляет собой разделенные волокнами участки, т. к. рост происходит от поверхности волокон. Волокна в полимерной матрице распределяются хаотично.

В табл. представлены результаты степени кристалличности и средних размеров кристаллитов методом РСА.

Рис. 6. Микрофотография порошков ПТФЭ с УВ при увеличении х5000: а - локальный контакт ПТФЭ с углеродным волокном; б - дендритная структура ПТФЭ

Рис. 7. Надмолекулярная структура ПТФЭ и ПКМ (х150): а - исходный ПТФЭ; б - ПТФЭ+1 мас. % УВ; в - ПТФЭ+5 мас. % УВ

Таблица

Рентгеноструктурные данные ПТФЭ и ПКМ

Образец Исходный ПТФЭ ПТФЭ+1 мас. % УВ ПТФЭ+5 мас. % УВ

а, % 63 64 69

L, нм 10,96 10,87 8,35

Примечание: а - степень кристалличности методом РСА; L - средние размеры кристаллитов методом Шеррера.

Выявлено, что с увеличением содержания углеродного волокна степень кристалличности ПКМ повышается. Возможно это связано с тем, что при введении волокон в полимерную матрицу большее количество ПТФЭ переходит в граничный слой. На поверхности наполнителя происходит ограничение подвижности макромолекулярных цепей, приводящее к сцеплению полимера на поверхности волокна, увеличивая количество центров кристаллизации. Оценка эффективных размеров кристаллитов ПТФЭ и ПКМ проведено методом Шеррера [18]. Показано, что с повышением содержания волокон средние размеры кристаллитов ПТФЭ уменьшаются. Такое изменение структурных параметров можно объяснить кооперативным развитием адсорбционно-ориентированных процессов упорядочения макромолекул [19]. Полимер адсорбируется на локальных активных участках УВ, где формируется надмолекулярная структура с уменьшением размеров кристаллитов.

Заключение

В работе приведены результаты микроскопических исследований исходных порошков ПТФЭ до и после термической обработки. Показано, что неспеченные порошки ПТФЭ имеют элементы фрактальной структуры. Термическая обработка ПТФЭ изменяет надмолекулярную структуру исходного порошка, при этом образуются структурные образования, названные «закрытые бутоны». Более детально изучен механизм спекания ПТФЭ, обнаружено, что процесс спекания осуществляется большими макромолекулярными цепями, имеющими кристаллическую природу. Исследована межфазная граница между ПТФЭ и УВ. Введение модифицированных УВ в ПТФЭ приводит к усложнению структуры полимерных композитов, при этом увеличивается степень кристалличности и снижение средних размеров кристаллитов полимера.

Работа выполнена при финансовой поддержке ГосзаданияМинобрнауки РФ 11.512.2014/К от 18.07.14.

Л и т е р а т у р а

1. Ершова О. В., Ивановский С. К., Чупрова Л. В., Бахаева А. Н. Современные композиционные материалы на основе полимерной матрицы // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. - 2015. № 4-1.

2. Тугов И. И., Костыркина Г. И. Химия и физика полимеров. - М.: Химия, 1989. - 432 с.

3. Логинов Б. А. Удивительный мир фторполимеров. - М.: Девятый элемент, 2008.

4. Ebnesajjad S. Fluoroplastics, Volume 1: Non-Melt Processible Fluoropolymers-The Definitive User's Guide and Data Book. - Elsevier, 2014. - Vol. 1.

5. Структурно-морфологический фактор технологии машиностроительных фторкомпозитов // В. В. Воропаев [и др.] // Веснж ГрДУ 1мя Яню Купалы. Сер 6. Тэхника. - 2012. - № 2 (133). - С. 75-83.

6. Соболев Г. П., Ильин А. Н. Роль структуры материала наноуровня для изделий из фторопласта-4 // Фторные заметки (Fluorinenotes). - 2011. - № 1 (74). - С.

7. Kostov G., Charadjiev P., Popov A. Microscopic and thermophysical studies of polymerization-filled polytetrafluoroethylene // European polymer journal. - 1993. - Vol. 29, № 7. - С. 1025-1029.

8. Кулезнев В. Н. Химия и физика полимеров / В. Н. Кулезнев, В. А. Шершнев. - 2-е изд., перераб., и доп. // - М.: КолосС. - 2007.

9. Piemo M. Structural and dynamical properties of advanced polymeric sols and films: A Light Scattering Investigation, 2004.

10. Bunn C. W., Cobbold A. J., Palmer R. P. The fine structure of polytetrafluoroethylene // Journal of Polymer Science. - 1958. - Vol. 28, № 117. - С. 365-376.

11. Хатипов С. А. и др. Морфология облученного политетрафторэтилена // Высокомолекулярные соединения. - 2012. - Т. 54. - № 9. - С. 1360.

12. Слепцова С. А., Кириллина Ю. В. Разработка полимер-силикатных нанокомпозитов // Вестник Северо-Восточного федерального университета им. М. К. Аммосова. - 2013. - Т. 10, № 2.

13. Кимельблат В. И. О синергизме механических характеристик смесей полиолефинов // Вестник Казанского технологического университета. - 2011. - № 14.

14. Ebnesajjad S., Khaladkar P. R. Fluoropolymer Applications in the Chemical Processing Industries: The Definitive User's Guide and Databook. - William Andrew, 2004.

15. Липатов Ю. С. Коллоидная химия полимеров. - Киев: Наукова думка. - 1984.

16. Липатов Ю. С. Физико-химические основы наполнения полимеров // Химия. - 1991. - Т. 356.

17. Yang E. L. Effect of crystalline and amorphous phases on the transfer of polytetrafluoroethylene (PTFE) onto metallic substrates // Journal of materials research. - 1992. - Vol. 7. - № 11. - С. 3139-3149.

18. Охлопкова А. А., Стручкова Т. С., Васильев А. П. Исследование влияния оксида алюминия на структуру и свойства ПТФЭ. Фундаментальные исследования. - 2014. - № 12-12. - С. 2557-2562.

19. Машков Ю. К., Овчар З. Н., Байбарацкая М. Ю., Мамаев О. А. Полимерные композиционные материалы в триботехнике. - М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2004. - 262 с.

R e f e r e n c e s

1. Ershova O. V., Ivanovskii S. K., Chuprova L. V., Bakhaeva A. N. Sovremennye kompozitsionnye materialy na osnove polimernoi matritsy // Mezhdunarodnyi zhurnal prikladnykh i fundamental'nykh issledovanii. - 2015. № 4-1.

2. Tugov I. I., Kostyrkina G. I. Khimiia i fizika polimerov. - M.: Khimiia, 1989. - 432 s.

3. Loginov B. A. Udivitel'nyi mir ftorpolimerov. - M.: Deviatyi element, 2008.

4. Ebnesajjad S. Fluoroplastics, Volume 1: Non-Melt Processible Fluoropolymers-The Definitive User's Guide and Data Book. - Elsevier, 2014. - Vol. 1.

5. Ctrukturno-morfologicheskii faktor tekhnologii mashinostroitel'nykh ftorkompozitov // V. V. Voropaev [i dr.] // Vesnik GrDU imia Ianki Kupaly. Ser 6. Tekhnika. - 2012. - № 2 (133). - S. 75-83.

6. Sobolev G. P., Il'in A. N. Rol' struktury materiala nanourovnia dlia izdelii iz ftoroplasta-4 // Ftornye zametki (Fluorinenotes). - 2011. - № 1 (74). - S.

7. Kostov G., Charadjiev P., Popov A. Microscopic and thermophysical studies of polymerization-filled polytetrafluoroethylene // European polymer journal. - 1993. - Vol. 29, № 7. - S. 1025-1029.

8. Kuleznev V. N. Khimiia i fizika polimerov / V. N. Kuleznev, V. A. Shershnev. - 2-e izd., pererab., i dop. // - M.: KolosS. - 2007.

9. Pierno M. Structural and dynamical properties of advanced polymeric sols and films: A Light Scattering Investigation, 2004.

10. Bunn C. W., Cobbold A. J., Palmer R. P. The fine structure of polytetrafluoroethylene // Journal of Polymer Science. - 1958. - Vol. 28, № 117. - S. 365-376.

11. Khatipov S. A. i dr. Morfologiia obluchennogo politetraftoretilena // Vysokomolekuliarnye soedineniia. - 2012. - T. 54. - № 9. - S. 1360.

12. Sleptsova S. A., Kirillina Iu. V. Razrabotka polimer-silikatnykh nanokompozitov // Vestnik Severo-Vo-stochnogo federal'nogo universiteta im. M. K. Ammosova. - 2013. - T. 10, № 2.

13. Kimel'blat V. I. O sinergizme mekhanicheskikh kharakteristik smesei poliolefinov // Vestnik Kazan-skogo tekhnologicheskogo universiteta. - 2011. - № 14.

14. Ebnesajjad S., Khaladkar P. R. Fluoropolymer Applications in the Chemical Processing Industries: The Definitive User's Guide and Databook. - William Andrew, 2004.

15. Lipatov Iu. S. Kolloidnaia khimiia polimerov. - Kiev: Naukova dumka. - 1984.

16. Lipatov Iu. S. Fiziko-khimicheskie osnovy napolneniia polimerov // Khimiia. - 1991. - T. 356.

17. Yang E. L. Effect of crystalline and amorphous phases on the transfer of polytetrafluoroethylene (PTFE) onto metallic substrates // Journal of materials research. - 1992. - Vol. 7. - № 11. - S. 3139-3149.

18. Okhlopkova A. A., Struchkova T. S., Vasil'ev A. P. Issledovanie vliianiia oksida aliuminiia na strukturu i svoistva PTFE. Fundamental'nye issledovaniia. - 2014. - № 12-12. - S. 2557-2562.

19. Mashkov Iu. K., Ovchar Z. N., Baibaratskaia M. Iu., Mamaev O. A. Polimernye kompozitsionnye materialy v tribotekhnike. - M.: OOO «Nedra-Biznestsentr», 2004. - 262 s.

^MSr^Sr

УДК 66.018.2

П. П. Шарин, М. И. Васильева, И. И. Суздалов, Г. Г. Винокуров, М. В. Федоров

ИЗНАШИВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ТРЕНИЯ АЛМАЗНОГО СВЕРЛА С ТВЕРДОСПЛАВНОЙ МАТРИЦЕЙ WC-CO-CU

Сверление материалов алмазным инструментом является сложным многофакторным процессом, зависящим от физико-механических, химических, теплофизических свойств каждого составляющего алмазосодержащего композита и обрабатываемого материала. При этом формирование рельефа рабочей поверхности алмазного сверла является результатом взаимодействия режущих элементов выступающих граней алмазных частиц с обрабатываемым материалом. Поэтому для повышения эффективности эксплуатационных характеристик алмазного сверла актуальным является исследование процессов изнашивания его рабочей поверхности. Целью данной работы является установление динамики изменения поверхности трения алмазного сверла на металлокерамической

ШАРИН Петр Петрович - к. ф.-м. н., в. н. с. Института физико-технических проблем Севера им. В. П. Ларионова СО РАН.

E-mail: psharin1960@mail.ru

SHARIN Petr Petrovich - Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Leading Researcher, V. P. Larionov Institute of Physical and Technical Problems of the North, Siberian Branch of the RAS.

E-mail: psharin1960@mail.ru

ВАСИЛЬЕВА Мария Ильинична - к. т. н., с. н. с. Института физико-технических проблем Севера им. В. П. Ларионова СО РАН.

E-mail: vasileva_mi@mail.ru

VASILYEVA Maria Ilinichna - Candidate of Technical Sciences, Senior Researcher, V. P. Larionov Institute of Physical and Technical Problems of the North, Siberian Branch of the RAS.

E-mail: vasileva_mi@mail.ru

СУЗДАЛОВ Иннокентий Иннокентьевич - к. ф.-м. н., проф. общей и экспериментальной физики ФТИ СВФУ им. М. К. Аммосова.

E-mail: i.suzdalov36@mail.ru

SUZDALOV Innokenty Innokentievich - Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Mentor Professor, Department of General and Experimental Physics, Physico-Technical Institute, M. K. Ammosov North-Eastern Federal University.

E-mail: i.suzdalov36@mail.ru