ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 1997 года по МПК C08L77/02 C08K13/04 C08K13/04 C08K3/10 C08K7/04 

Изобретение относится к полимерным композициям на основе алифатического полиамида 6 и предназначено для использования в качестве деталей подвижных сочленений в машиностроительной, химической и других отраслях промышленности.

Известна композиция на основе полиамида 6, включающего 15 45 мас. углеродного волокна. Известная композиция обладает недостаточно высокими прочностными характеристиками и износостойкостью.

Целью предлагаемого изобретения является увеличение физико-механических показателей и износостойкости композиции.

Для достижения указанной цели в алифатический полиамид 6 вводят железосодержащие углеродные волокна (содержание железа 5,3±0,3 мас.) при следующем соотношении компонентов мас.

Полиамид 6 55 85
Железосодержащее углеродное волокно 15 45
Существенным отличием заявляемого технического решения от известного является использование в композиции железосодержащих углеродных волокон, что ранее известно не было. Железосодержащие углеродные волокна получают путем карбонизации в инертной среде (аргоне, гелии) целлюлозы, предварительно обработанной раствором соли железа. Модификацию целлюлозы осуществляют следующим образом. Приготавливают 1,5 н. раствор (используют для этой цели хлорид или нитрид железа), целлюлозу в приготовленном растворе в течение 24 ч при температуре 25^oC, затем пропитанную целлюлозу отжимают между листами фильтровальной бумаги, высушивают и подвергают карбонизации до температуры 900^oC. Смешение компонентов композиции производят в электромагнитном поле посредством ферромагнитных частиц. После смещения ферромагнитные частицы удаляют из композиции магнитной сепарацией. Соотношения компонентов композиции приведены в табл.1.

Приготовленные после смешения композиции перерабатывают в изделия методом компрессионного прессования по следующему режиму: сушка в течение 1 ч при температуре 378±3 K, загрузка в пресс-форму, разогретую до 453 K, подъем давления 550±20 кг/см² и выдержка 10 с, охлаждение пресс-формы до 413±2 K и выпрессовка.

Предел текучести при сжатии и твердости полученных образцов углепластиков определяют по ГОСТ 4651-78 и 4670-77, соответственно.

Износ изучали на дисковой машине трения по методике, описанной в статье "Метод определения трения и износа" Машиностроитель, 1970, N 3, с. 43. Испытания проводили в режиме сухого трения по стали 45, термообработанной до твердости HRC 45 48 с частотой поверхности R_а 0,32 мкм, при удельной нагрузке 0,4 МПа и скорости скольжения 1 м/с, пути трения 1000 м. Используя полученные значения весового износа, по "Методике расчетной износостойкости поверхностей трения деталей машин" (м. Из-во стандартов, 1979, с.8) рассчитывали интенсивность линейного износа. Результаты испытаний приведены в табл.2.

Анализ результатов данных, приведенных в табл.2, позволяет заключить, что использование железосодержащих углеродных волокон позволяет повысить предел текучести при сжатии на 12 21% твердость по Бриннелю на 8,04 11,9% износостойкость в 1,45 2,5 раз. Правильность выбранных соотношений компонентов подтверждается контрольными примерами 4 и 5.

Использование: детали подвижных сочленений в машиностроительной, химической промышленности. Сущность изобретения: композиция содержит, мас.% алифатический полиамид 55 - 85; железосодержащее углеводородное волокно 15 - 45. 2 табл.

Полимерная композиция, включающая алифатический полиамид и углеродное волокно, отличающаяся тем, что в качестве углеродного волокна композиция содержит железосодержащее углеродное волокно при следующем соотношении компонентов, композиции, мас.

Алифатические полиамид 55 85
Железосодержащее углеродное волокно 15 45л