Таблица 13.

Физико-механические свойства и линейный износ наполненных полимеров на основе эпоксидного олигомера ЭД-22 [5].

* Отвердитель УП-0633М.

** Вязкость эпоксидных олигомеров при 25 °С.

Механизм износа самосмазывающихся композиов при трении по металлу определяется возможностью образования на контртеле пленок переноса, характером продуктов износа, шероховатостью поверхности контртела и изменением ее в процессе трения. С этой целью в эпоксидное связующее вводят оксиды в сочетании с сухими смазками. При использовании каолина, дисульфида молибдена и графита разработан антифрикционный композиционный материал УП-5-222 с высокой износостойкостью (таблица 14).

Сравнение свойств композита УП-5-222 с лучшими зарубежными материалами аналогичного применения, например с материалами СКЦ-3 и Диамант моглайс, показывает, что по совокупности свойств они близки между собой, а по ряду показателей отечественный композит превосходит зарубежные.

Высокими термофрикционными свойствами обладают эпоксифурановые олигомеры, наполненные окисью кадмия ,пиритными огарками и графитом. Введение оксида кадмия снижает коэффициент трения эпоксифуранового композита при работе без смазочного материала, причем у композита с оксидом кадмия и графитом наблюдается сильная зависимость коэффициента трения от температуры испытания. Так, например если у композита, содержащего 0,252 графита и 0,1 оксида кадмия, при 20 °С коэффициент трения находится на уровне 0,16, то при повышении температуры испытания до 80 °С он снижается до 0,12. При этом для получения эпоксифуранового композита с такими свойствами необходимо повысить содержание графита и оксида кадмия до 0,282 и 0,371 соответственно.

Таблица 14.

Физико-механические свойства и скорость линейного изнашивания антифрикционных эпоксидных компаундов [5].

Модификация эпоксидных олигомеров консистентными смазками способствует некоторому повышению износостойкости композицитов. Однако жидкие смазки, повышая подвижность структурных элементов трехмерной сетки связующего, снижают температуру стеклования эпоксидных композитов и уменьшают температурный диапазон их эксплуатации. Более перспективным методом повышения износостойкости эпоксидных компонентов является их модификация связующими на основе смазок, способными при отверждении материала формировать пространственную сетку в структуре полимерной матрицы, а при фрикционном взаимодействии генерировать жидкую смазочную пленку.

Широкое применение в качестве наполнителей находят порошки металлов и их сплавов. При введении металлических наполнителей, например порошка меди, наблюдается некоторое увеличение коэффициента трения эпоксидного композита, но при этом значительно возрастает его теплопроводность, что позволяет увеличить скорость эксплуатации узла трения. Дополнительное введение в композит ПТФЭ, нефтяного кокса и сухих смазок способствует снижению коэффициента трения (рис. 8). Одновременное введение порошка меди (до 20%) в сочетании с ПТФЭ и сухими смазками приводит к снижению и стабилизации коэффициента трения (кривые 1-4). Дальнейшее увеличение количества меди в материалах (до 30-35%) вызывает рост их коэффициента трения. После введения 5-15% медного порошка в композиты, содержащие графит и нефтяной кокс (кривые 4,5), коэффициент трения возрастает более значительно по сравнению с системами, наполненными дисульфидом молибдена (кривая 1): до 0,15-0,25 и 0,15-0,2 соответственно.

Наполнение полимерных матриц закисью меди, порошками меди позволяет формировать медные пленки переноса в парах трения металл – полимер при смазке глицерином. Продолжительность формирования сервовитной пленки меди на поверхности стального вала определяется преимущественно интенсивностью протекания коррозионных процессов на поверхности частиц медьсодержащих веществ, связанных с разрушением оксидных пленок на их поверхности. При этом у эпоксипластов, наполненных медным порошком, стабильное трение в среде глицерина наблюдается до нагрузки 12 – 13 МПа и минимальное значение коэффициентов трения находится на уровне 0.012 – 0.014. Эпоксипласт с медным порошком, обработанным стеаратом натрия, обладает стабильным коэффициентом трения (0.023 – 0.025) до нагрузок 11 МПа. При трении эпоксипластов, наполненных медным порошком и закисью меди, наблюдается формирование медных пленок переноса, повышающих износостойкость металлополимерных пар трения.