Трибологические характеристики волокнистых композитов на основе полифталамида

Сотрудниками лаборатории механики полимерных композиционных материалов (ЛМПКМ) и лаборатории нанобиоинженерии (ЛНБИ) ИФПМ СО РАН в сотрудничестве с ООО «ДКМ Инжиниринг» (Екатеринбург) проведено комплексное исследования трибологических характеристик коммерчески доступных высокопрочных композитов на основе полифталамида с большим содержанием (30-50 мас.%) как углеродных (УВ), так и стеклянных волокон (СВ) при точечном и линейном контакте с металлическими и керамическими поверхностями в условиях сухого трения и масляной смазки при различных нагрузках и скоростях скольжения. Длины обоих типов волокон варьировались одновременно с их содержимым, в то время как образцы изготавливались из гранул методом литья под давлением. При наполнении ПФА 30 мас.% УВ при соотношении сторон (AR), равном 200, предел прочности при растяжении и модуль упругости увеличились до 142,7 ± 12,5 МПа и 12,9 ± 0,6 ГПа, соответственно. В композитах с более высоким содержанием армирующих волокон ПФА/40УВ при AR~1000 предел прочности при растяжении и модуль упругости составили 240 ± 3 МПа и 33,7 ± 1,9 ГПа, соответственно. В примененных условиях испытаний композит, армированный 40 мас.% углеродными волокнами длиной до 10 мм при аспектном соотношении ~1000, обладал наилучшими как механическими свойствами, так и трибологические характеристики. Одной из причин, определявших триботехнические характеристики композита, является механизм усталостного износа, которому способствуют высокая степень наполнения, высокий уровень межфазной адгезия, а также высокое аспектное соотношение армирующих волокон. При трибоиспытаниях в масляной среде снижались как величина коэффициента трения, так и интенсивность износа, поэтому подобные условия рекомендуется применять везде, где есть такая возможность. Полученные данные могут быть использованы в качестве практических рекомендаций по применению волокнистых композитов на основе полифталамида в качестве компонентов узлов трения

Работа выполнена д.т.н. Паниным С.В., к.т.н. Бусловичем Д.Г., к.ф.-м.н. Корниенко Л.А. в рамках государственного задания ИФПМ СО РАН, проект FWRW-2021-0010.
Результаты исследования опубликованы в журнале Polymers (IF: 4.7 за 2022; Q1 в категории JCR: Polymer Science).
Shen, Y.; Buslovich, D.G.; Panin, S.V.; Kornienko, L.A.; Dobretsov, P.V.; Kolobov, Y.M. Tribological Characteristics of Fibrous Polyphthalamide-Based Composites. Polymers 2024, 16, 2274. https://doi.org/10.3390/polym16162274