Композиционный абразивостойкий материал

работки в Изделия - горячее прессование (Вулканизация) в маломестнь 1 х формах. Это резко увеличивает стоимость уплотнительных элементов и является ограничительным признаком при массовом производстве деталей.Все большее применение для изготовления уплотнителей и демпферов получают полимерные материалы, сочетающие свойства эластомеров (каучуков) и термопластов термоэластопласты (ТЭП). Разработана гамма ТЭП на основе полиуретанов (ППУ), сополимеров стирола (ДСТ), сополимеров этилена и винилацетата (СЭВА), полиэфиров (ТПЭ) и др. Термоэластопластичные материалы сочетают высокие эксплуатационные характеристики с технологичностью переработки в изделия методом литья под давлением с использованием многокомпозиционной оснастки. Вместе с тем, применение ТЭП существенно ограничивается уравнительно узким марочным ассортиментом, что обусловливает необходимость применения в конструкциях машин и технологического оборудования одновременно изделий из нескольких марок. Это создает существенные затруднения и потери при переходе от одной марки к другой и обусловливает дополнительные затраты на приобретение, транспорт и хранение ТЭП нескольких марок.Эффективным подходом в современном машиностроении является использование так называемых адаптирующихся материалов, служебные характеристики которых варьируют в широком диапазоне в зависимости от технических условий эксплуатации. Реализация таких специфических свойств композиционных материалов основана на введении в состав базового материала (матрицы) функциональных модификаторов в необходимых соотношениях. В результате, изменяя содержание модификатора, можно существенно изменять характеристики композиционного материала на одной и той же матрице в зависимости от условий эксплуатации изделий.Известны композиционные материалы на различных полимерных матрицах, в состав которых вводят модификаторы различного состава и механизма действия 1, 2. Например,при изменении содержания политетрафторэтилена 1 или полиэтилена низкого давления 2 изменяется износостойкость и коэффициент трения композиционного материала. Однако демпфирующие (герметизирующие) характеристики таких материалов изменяются незначительно, что обусловлено жесткостью полимерной матрицы - полиамида 6, или 66. Известен композиционный материал на основе полиамида 6 или полиэтилена, содержащий в качестве модификатора термопластичный полиуретан или дивинилстирольный термоэластопласт при содержании 5-35 мас. 3. Композиционный материал имеет высокую ударную вязкость, однако, демпфирующие его характеристики неудовлетворительны, что обусловлено высокой прочностью матрицы.Прототипом изобретения является полимерная композиция на основе термопластичного полиуретана (ТПУ), содержащая комплекс модификаторов - сополимер формальдегида с диоксоланом (5-58 мас. ), формиат меди (0,40,9 мас. ) и минеральное масло(1,6-4,1 мас. ) 4. Полимерная композиция обладает достаточно хорошими демпфирующими характеристиками и низким коэффициентом трения и применяется для изготовления уплотнительных элементов. Недостатком полимерной композиции по прототипу является недостаточная износостойкость в условиях абразивного изнашивания и стойкость к воздействию пониженных температур, обусловленная особенностями использованной матрицы (ТПУ).Задачей изобретения является разработка композиционного абразивостойкого материала, обеспечивающего надежную эксплуатацию изделий в условиях воздействия абразивных сред, вибраций и температур эксплуатации не менее -40 С.Поставленная задача решается тем, что композиционный абразивостойкий материал на основе термоэластопласта, содержащий полимерный термопластичный модификатор и функциональную добавку, в качестве функциональной добавки содержит продукт термической обработки при температуре 350-1300 С металлсодержащих соединений слоистой, 2каркасной, ЦСПОЧСЧНОЙ СТРУКТУРЫ ИЛИ кристаллогидратов ПрИ СЛСДУЪОЩСМ СООТНОШСНИИ КОМПОНВНТОВ, мас. 2Существенность отличий предлагаемого материала заключается в использовании в качестве модификаторов сочетания термопластичного полимера и неорганического продукта, образующегося при использовании специальной высокотемпературной обработки металлсодержащих слоистых, каркасных и цепочечных соединений и кристаллогидратов различного состава, а также в расширении диапазона содержания полимерного компонента (0,0199,98), использовании смесей полимерных компонентов в соотношении 111100, использовании продукта термической обработки слоистых, каркасных, цепочечных металлсодержащих соединений или кристаллогидратов, применении для обработки модификатора температурного диапазона 350-1300 С, использовании сочетания термопластичного модификатора и неорганического.Сущность заявляемого технического решения состоит в следующем. Термопластичнь 1 й модификатор, введенный в матрицу термоэластопласта (ТЭП), обеспечивает формирование армирующей фазы, которая позволяет регулировать в широком диапазоне показатели прочности при растяжении, сжатии, твердости, деформативности, износостойкости, теплостойкости. При этом эффект достигается и при превышении содержания модификатора над содержанием матричного полимера (инверсия фаз). Поэтому можно получать как эластичные материалы, так и жесткие (конструкционные) с повышенными показателями износостойкости, в т.ч. при воздействии абразивных сред). Однако, учить 1 вая, что большинство полимерных материалов является термодинамически несовместимыми компонентами на границе раздела матрица-наполнитель формируется граничный слой из обоих компонентов с повышенной дефектностью. Это может привести к нарушению сплошности композита и потере значительной доли служебных характеристик. Для устранения этого нежелательного эффекта, особенно значимого при близком соотношении компонентов (40606040), используют различные приемы - механическое перемешивание, обработку функциональными модификаторами, прививку активных групп и т.д. В заявленном составе для обеспечения термодинамической совместимости предложено вводить в состав композита продукт термической обработки металлсодержащих слоистых,цепочечных или каркасных веществ в заявленном диапазоне (3501300 С) приводит к разрушению их кристаллической решетки в результате потери межслоевой, кристаллизационной, адсорбированной и конституционной воды с образованием наноразмерных частиц с высокой активностью в процессах межфазного взаимодействия. Обработанный металлсодержащий компонент приобретает новые качества вследствие формирования наноразмерных структур (1,0-40 нм) с нескомпенсированным зарядом. Наличие слабых электромагнитных полей у таких наночастиц приводит к ориентации полимерных макромолекул в периферии наночастицы, которая выполняет роль физического узла сшивки и повышает совместимость макромолекул матрицы и полимерного модификатора. Благодаря этому обеспечивается макрогомогенность композиционного материала при любом соотношении и сочетании компонентов без применения сложных и дорогостоящих технологических приемов и специальных модификаторов.Для подтверждения эффективности заявленного состава композиционного абразивостойкого материала приводим следующие данные. Состав композиционных материалов приведен в табл. 1, характеристик материалов - в табл. 2.сополимер формальдегида с диок-соланом (СФД) поливинилхлорид (ПВХ) акрилобутадиенстирольный пластик (АБС) Функциональная добавка формиат медипродукт термообработки металлсодержащих соединенийХарактеристики композиционных абразивостойких материаловПоказатель ДЛЯ состава ЗЗЯВЛЯВМЫС составь 1Предел прочности при растяжении, МПа Твердость по Шору А,отн.ед.Относительное удлинение при растяжении,