Способ получения композиционного полимерного материала с политетрафторэтиленом

08 5/16, 29 13/08, 29 13/10 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО ПОЛИМЕРНОГО МАТЕРИАЛА С ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕНОМ(71) Заявитель Институт механики металлополимерных систем им. В.А.Белого НАН Беларуси(73) Патентообладатель Институт механики металлополимерных систем им. В.А. Белого НАН Беларуси(57) Способ получения композиционного полимерного материала с политетрафторэтиленом, заключающийся в смешении термопластичных полимеров с наполнителем из углеродных волокон в экструдере, отличающийся тем, что в качестве термопластичных полимеров используют полиамид в виде гранул или порошка и политетрафторэтилен, который в виде волокон предварительно наносят на поверхность наполнителя путем разложения блочного политетрафторэтилена лазерным излучением. Изобретение относится к технологии получения износостойких композиционных полимерных материалов. Известно, что введение политетрафторэтилена (ПТФЭ) в кристаллические термопласты приводит к снижению коэффициента трения и поверхностного износа, что позволяет повысить долговечность узлов трения различных машин и механизмов. ПТФЭ добавляют в полимерные материалы в виде порошка 1. Он используется в качестве антифрикционного наполнителя в различные полимеры, в том числе и полиамиды. Наполненные термопласты промышленно получают с помощью смесителей, одно- и двухшнековых экструдеров, литьевых машин. Общим для всех методов является смешение порошка или гранул термопласта с измельченным наполнителем 2. Однако введение ПТФЭ в термопласты в виде порошка технологически затруднено. Порошок ПТФЭ, обладая, как известно, высокой комкуемостью, не может равномерно распределиться по объему смеси, он слипается и агрегируется. В результате получается композит с неравномерным по объему составом и, вследствие этого, с нестабильными физико-механическими свойствами. Известен способ модификации порошка ПТФЭ с целью снижения его комкуемости и достижения хорошей сыпучести 3. Способ состоит в нагревании порошка ПТФЭ, засыпанного на металлические поддоны,до температуры 380-390 С в течение 1,5 ч. Полученный хрупкий пек измельчают на роторных ножевых измельчителях и рассеивают в ситах с размерами ячеек 2-3 мкм. Полученная сыпучая модификация ПТФЭ хорошо смешивается с гранулами полимера и может использоваться также для получения изделий из ПТФЭ на специальных экструдерах. 3601 1 Недостатком этого способа придания ПТФЭ сыпучести, включающего несколько операций, в том числе нагревание до 390 С, является его большая энерго- и трудоемкость. Задачей изобретения является разработка способа введения ПТФЭ в термопласты, позволяющего достичь хорошей смешиваемости компонентов в процессе получения композита, в результате чего возможно получение композита с повышенной износостойкостью и хорошими механическими свойствами. Поставленная задача решается тем, что ПТФЭ вводится в полимер в виде волокон, полученных в результате лазерного разложения блочного ПТФЭ и нанесенных непосредственно в процессе получения на ленту наполнителя. Волокнистый материал, получаемый в результате лазерного разложения блока ПТФЭ, состоит из волокон диаметром 10-20 мкм и длиной до 10 мкм. Волокнистопористый слой наносится непосредственно в процессе получения на поверхность наполнителя. Толщина слоя может варьироваться в зависимости от требований к содержанию ПТФЭ в конечном продукте. В результате получается комплексный наполнитель с достаточно прочным соединением волокнисто-пористого слоя ПТФЭ и основы. Предлагаемый способ получения наполненных термопластов, содержащих ПТФЭ, состоит из следующих операций 1. Слой волокнистого ПТФЭ заданной толщины наносится методом лазерного распыления блока ПТФЭ в вакууме на углеленту. 2. Полученный комплексный наполнитель подается со шпулярника в корпус экструдера, где измельчается и смешивается с гранулами полиамида. 3. Смесь измельченного термопласта, наполнителя и полиамида пластифицируется и гомонезируется, а затем экструдируется через фильеры. Волокна из ПТФЭ, соединенные углеродным волокном, распределяются при измельчении и перемешивании с расплавом полимера достаточно равномерно по всему объему, чего невозможно достичь при введении ПТФЭ в виде порошка. Композит, полученный по предложенному способу обладает удовлетворительными прочностными характеристиками и значительно повышенной износостойкостью (Таблица). Таким образом, применение комплексного наполнителя из волокон ПТФЭ, нанесенных на углеродное волокно, позволяет решить проблему дозированного введения ПТФЭ в наполненный термопласт. В качестве исходного сырья можно использовать отходы блочного ПТФЭ, что позволяет решить проблему их утилизации. Физико-механические и триботехнические характеристики углепластика на основе ПА-6 Содержание Прочность на Прочность на ПТФЭ,разрыв, МПаизгиб, МПа 0 110 220 7,6 103 196 12,7 115 206- в зависимости от режимов испытания Использованная литература 1. Наполнители для полимерных материалов/Под редакцией Г.С. Каца, Д.В. Милевски. - М. Химия, 1981. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 2