ВИЗНАЧЕННЯ ОПТИМАЛЬНОЇ КІЛЬКОСТІ ВТОРИННОГО ПОДРІБНЕНОГО ВУГЛЕПЛАСТИКА ПРИ ФОРМУВАННІ ВУГЛЕФТОРОПЛАСТОВОГО КОМПОЗИТНОГО МАТЕРІАЛУ

ВИЗНАЧЕННЯ ОПТИМАЛЬНОЇ КІЛЬКОСТІ ВТОРИННОГО ПОДРІБНЕНОГО ВУГЛЕПЛАСТИКА ПРИ ФОРМУВАННІ ВУГЛЕФТОРОПЛАСТОВОГО КОМПОЗИТНОГО МАТЕРІАЛУ

Руденко П.В., асистент, Пархомчук Ж.В., студент, СумДУ, м. Суми

Композитні матеріали на основі фторопласта-4 мають ряд унікальних властивостей [1]: високу хімічну стійкість в більшості відомих розчинниках, рекордно низький коефіцієнт тертя, вони зберігають експлуатаційні характеристики в широкому діапазоні робочих температур.

Особливістю одержання виробів з композиційних матеріалів на основі фторопласта-4 є необхідність в остаточній механічній обробці заготовок [2], що приводить до втрат на відходи у вигляді стружки до 50%  маси вихідної заготовки. Це призводить до появи екологічної проблеми пов'язаної з наявністю великої кількості не утилізованих відходів і необхідністю їх утилізації або вторинній переробці.

Запропонований спосіб регенерації й використанні відходів полягає у подрібненні стружки вуглепластику й введення її оптимальної кількості в композиційний матеріал з матрицею із фторопласта-4 і вуглеволокнистим наповнювачем (ВВ).

У ході проведення експериментів був вивчений вплив зміни кількості, що вводиться в первинну композицію підготовленого вторинного вуглепластику на механічні й триботехнічні властивості композита.

В якості устаткування для подрібнення й змішування всіх компонентів був використаний модернізований млин МРП-2.

Первинну композицію готували за наступною технологією. Попередньо, перед змішанням ВВ, наповнювач-вуглецеву тканину у вигляді полотна розрізали на шматки розміром 1?1см і подрібнювали на млині МРП - 2 (час здрібнювання ? = 15хв., число обертів робочих органів млина n = 7000 об/хв.). Такий режим підготовки ВВ наповнювача зберігався у всіх проведених експериментах.

Режим змішування - число оборотів робочих органів дробарки n = 500 хв, час змішування ? = 15хв.

Як вторинний матеріал використовувалася стружка полімерного композитного матеріалу з основою фторопласт-4 і вуглеволокнистим наповнювачем різних марок (середня насипна щільність ?н = 0,13-0,15 г/см?). Попередньо зі стружки за допомогою електромагнітного барабанного віддільника віддалялися металеві  включення.

Подрібнений вторинний матеріал у різних вагових пропорціях вводили в композицію на стадії змішування первинних інгредієнтів

З отриманих композицій були виготовлені зразки у вигляді втулок за ГОСТ 12015-66 і ГОСТ 12019-66 для проведення механічних випробувань, які проводилися за стандартною методикою. Результати випробувань в представлені в  таблиці.

Таблиця - Механічні й експлуатаційні характеристики розроблювальних вуглепластиків

Марка вуглепластику	Склад, мас. %			Властивості
	Ф-4	ВВ	Вторин-ний вугле-пластик	Міцність при розриві, МПа	Відносне подовжен-ня, %	Інтенсивність зношу-вання, І · 10-6 мм3/Н·м
ПТФЭ80/20	80	20	-	16	60	80
ПТФЭ72/18/10	75	15	15	12	7	85
ПТФЭ64/16/20	70	15	20	11	6	88
ПТФЭ56/14/30	65	15	20	10	5	90
ПТФЭ48/12/40	60	20	20	7,5	4	210
ПТФЭ40/10/50	55	20	25	4,3	-	-

У ході проведених досліджень встановлено, що введення вторинного подрібненого вуглепластику в полімерну композицію змінює механічні й триботехничні властивості одержуваного матеріалу. Найбільш високі властивості має композиційний матеріал при введенні 10-15% маси вторинного вуглепластику як наповнювача.

Список літератури

1. Пугачев А.К. Переработка фторопластов в изделия : Технология и оборудование / А.К. Пугачев, О.А Росляков – Л : Химия, 1987. – 168 с.

2. Руденко П.В. Совершенствование свойств фторопластоматричных углеволокнистых композитов путем влияния на параметры технологии их получения / П.В. Руденко, А.Ф. Будник, М.В. Бурмистр // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. – 2009. - №3/7(39). – С. 14 - 19.