Наполненного фторопласта

36. Теплофизические и реологические характеристики и коэффициенты Трения наполненных термопластов:

Таблетированные полуфабрикаты представляют собой гранулированную смесь термопластичной матрицы и коротких углеродных волокон, предназначенную для литья под давлением, экструзии и других методов переработки наполненных термопластов. Фирмы-изготовители углерод-

Штампование термопластов, армированных углеродными волокнами. В этом случае полуфабрикатом служат листовые термопластичные материалы, наполненные короткими или длинными волокнами. Изделия из них прессуют в металлической форме при температуре ниже точки плавления полимера. Этот метод аналогичен методу прессования листовых формовочных материалов, однако течение материала при переработке листовых наполненных термопластов существенно меньше. Он также близок к методу прессования между металлическими плитами. Метод штампования наполненных термопластов в известной мере сходен и с методом вакуумного формования, а также с другими методами, сочетающими давление и вакуум. Его отличительная особенность — необходимость создания более высоких давлений с использованием разъемной формы, состоящей из позитивной и негативной металлических матриц.

Схема технологической линии для производства наполненных термопластов методом штампования приведена на рис. 3. 24. Ниже указываются главные условия штампования, взятые из работы [21] .

Таблетированные полуфабрикаты представляют собой гранулированную смесь термопластичной матрицы и коротких углеродных волокон, предназначенную для литья под давлением, экструзии и других методов переработки наполненных термопластов. Фирмы-изготовители углерод-

Штампование термопластов, армированных углеродными волокнами. В этом случае полуфабрикатом служат листовые термопластичные материалы, наполненные короткими или длинными волокнами. Изделия из них прессуют в металлической форме при температуре ниже точки плавления полимера. Этот метод аналогичен методу прессования листовых формовочных материалов, однако течение материала при переработке листовых наполненных термопластов существенно меньше. Он также близок к методу прессования между металлическими плитами. Метод штампования наполненных термопластов в известной мере сходен и с методом вакуумного формования, а также с другими методами, сочетающими давление и вакуум. Его отличительная особенность - необходимость создания более высоких давлений с использованием разъемной формы, состоящей из позитивной и негативной металлических матриц.

Схема технологической линии для производства наполненных термопластов методом штампования приведена на рис. 3. 24. Ниже указываются главные условия штампования, взятые из работы [21] .

В табл. 2.3 приведены показатели механических свойств ненаполненного и наполненного 30% стеклосфер полиамида 66. Введение наполнителя значительно снижает относительное удлинение при разрыве и ударую вязкость, практически не влияет на разрушающее напряжение при растяжении и повышает прочность при сжатии и жесткость полиамида. Хотя справочных данных такого типа для наполненных термопластов довольно много, данные по систематическим исследованиям влияния наполнителей на вяз-

Наполненные термопласты, перерабатываемые в литьевых машинах, открыли новые возможности применения этих материалов. Термопласты эффективно, хотя и не во всех случаях, упрочняются короткими стеклянными волокнами и другими минеральными наполнителями, такими, как асбест, тальк, сланцевый порошок и зола, что приводит к значительному увеличению их модуля упругости, прочности при ударе и стойкости к растрескиванию. При этом возрастает теплостойкость наполненных термопластов.

Введение большого количества наполнителя сильно повышает вязкость расплава термопласта и, следовательно, затрудняет его переработку, а также увеличивает абразивный износ деталей формующих машин. В деталях из наполненных термопластов нередко образуются неоднородности в виде линий течения и зон без наполнителя. В настоящее время продолжается поиск способов улучшения конструкционных свойств термопластов путем их наполнения, а пока в строительстве они практически не применяются в нагруженных деталях. Наиболее перспективны с этой точки зрения полиамид, полипропилен, полиэфиры и другие промышленные термопласты.

Наполненные термопласты успешно вытесняют такой традиционный для подшипников материал, как бронза, особенно при трении качения, высоких нагрузках при малых скоростях и при контакте с загрязнениями, содержащими воду. У подшипников на основе наполненных термопластов меньше скорость износа, более тихий ход, они гораздо дешевле и, кроме того, при их эксплуатации нет необходимости смазки.

6. Машков Ю.К. Трибофизика и свойства наполненного фторопласта. Омск: ОмГТУ, 1997. 192с.

Однако до сих пор в литературе отсутствуют данные о физико-механических и химических свойствах наполненного фторопласта-4, что задерживает применение этого ценного материала в машиностроении.

Влияние скорости скольжения на величину /«?. Влияние скорости скольжения на коэффициент трения наполненного фторопласта-4 показано на рис. 31. Характер кривых, изображенных на рис. 31, показывает, что коэффициент трения увеличивается с увеличением скорости скольжения до 1,2—1,35 м/сек; при дальнейшем увеличении скорости скольжения коэффициент трения изменяется незначительно.

Так, например, в США вместо ранее применявшихся сегментных чугунных колец начали применять кольца из наполненного фторопласта-4. В качестве наполнителя было использовано стекловолокно. Поршневые кольца были применены для уплотнения поршня в паровом насосе. При применении чугунных колец в паровых насосах расходовалось 2 л специальной смазки в сутки. Кроме того, для удаления масла из парового конденсата применялся дорогостоящий фильтр; однако этот фильтр не был достаточно эффективным и масло частично попадало в паровой котел. Применение колец из политетрафторэтилена с наполнителем устранило необходимость смазки и использования масляного фильтра.

После работы насоса с ушютнительными кольцами из наполненного фторопласта-4 в течение года ни цилиндр, ни кольца не

На некоторых заводах в Италии и других странах на машинах, работающих с агрессивными средами, были установлены кольца из наполненного фторопласта-4, которые показали значительные преимущества, по сравнению с ранее применявшимися чугунными кольцами. Продолжительность эксплуатации колец из фторопластовых материалов увеличилась от 100 ч (срок службы чугунных колец) до 2000 ч, при этом число колец сократилось с 26 до 6. Кольца из фторопластовых материалов химически стойки и способны выдерживать значительные давления; они работают удовлетворительно, как при очень низких (—195° С), так и при высоких температурах (+260° С).

В Японии, ФРГ, ГДР и других странах также нашли применение материалы из наполненного фторопласта-4 для изготовления деталей узлов трения поршневых и других машин.

неразрезными из наполненного фторопласта-4. Поршневые фторопластовые кольца поджимаются экспандером.

Разработку композиции наполненного фторопласта, обеспечивающую реализацию эффекта ИП в паре эластичный манжетный уплотнитель—плунжер (см. рис. 63), вели по схеме, показанной на рис. 64. Рецептура композиции, содержащей бронзовый порошок, стекловолокно, оптимизировалась на машине трения

Рис. 64. Схема разработки композиции наполненного фторопласта

На качество полученного наполненного фторопласта большое влияние оказывает длительность и скорость перемешивания, так как слишком сильное или слабое перемешивание может вызвать осаждение наполнителя. Наилучшее качество продукта получается при перемешивании суспензий со скоростью 500 об/мин.