Руководитель — М.А. Арсентьев (НИФХИ). Куратор — О.В. Колясников

Прошкина картинка Прошкина защита

Прошкина презентация

Цели и задачи

  • Разработка технологии получения нового класса нанокомпозиционных материалов антифрикционного и уплотнительного назначения на основе политетрафторэтилена(ПТФЭ) с использованием методов радиационно-химического модифицирования полимерной матрицы и инициирования взаимодействия ультрадисперсных наполнителей с полимерными цепями.
  • Подбор набора ультрадисперсных наполнителей из имеющегося разнообразия наночастиц, использующихся в качестве наполнителей для полимеров сходной структуры и комплексом свойств.
  • Отработка методики введения ультрадисперсных частиц в минимальной концентрации в состав полимерной матрицы.
  • Изготовление набора экспериментальных образцов для проведения комплексных испытаний на физико-химические и механические характеристики.

Результаты

  1. Проведен сравнительный анализ физико-механических характеристик исходного и облученного ПТФЭ с нанокомпозитами на его основе. Установлено, что с введением в полимер наноначастиц, дальнейшем прессовании и спекании образца наблюдается изменение механических свойств.

При введении диоксида кремния снижается необратимая деформация, причем с увеличением концентрации диоксида она увеличивается. В процессе облучения наблюдается значительное улучшение деформационной стойкости нанокомпозита, как и для не наполненного полимера.

Введение в полимер фуллеренов повлияло на трибомеханические и на деформационные свойства при больших пробегах трения до облучения. При увеличении концентрации нанонаполнителя наблюдается снижение величины износа по трению.

  1. Снимки РЭМ говорят о том, что отсутствует смачивание частиц нанонаполнителя с полимером; наблюдается межфазовое расслоения нанонаполнителя и полимера; повышенная пористость.
  2. Воздействие γ-излучения при температуре плавления кристаллитов приводит к существенному изменению морфологии нанокомпозитов. На микроуровне формируются сферолиты, состоящие из радиально ориентированных фибрилл. Центрами таких сферолитов, наряду с обычным ПТФЭ, выступают наночастицы наполнителя или их агломераты. Наличие двух различных типов сферолитов. Что также наблюдается на термограммах фазовых переходов, имеющих эффект двойного плавления, сохраняющийся при любой поглощенной дозе.

Адгезия нанонаполнителя с матрицей полимера существенно возрастает после облучения. Появляется переходный слой, составленный из наносферолитов. В целом имеет место высокая плотность упаковки структуры.

  1. Физико-механический анализ образцов после облучения показал, что при поглощенной дозе в 20кГр нанокомпозит на основе диоксида кремния существенно увеличивается предел текучести и относительная деформация образца. Так с увеличением концентрации растет эффект. Однако на концентрации 0,01% наблюдаются завышенные свойства.
  2. При добавлении фуллереновой сажи в и облучении удалось снизить износостойкость практически на 5 порядков. Стоит отметить, что наилучший комплекс свойств показал нанокомпозит с массовым наполнением фуллереновой сажи 0,05%.