Полимерная композиция

 

Использование: машино- и судостроение. Сущность изобретения: полимерная композиция содержит ароматический полиамид фенилон (70 - 90 мас) и оловосодержащее углеродное волокно (10 - 30 мас.%).

Изобретение относится к полимерным композициям на основе полиамидов и углеродных волокон и может быть использовано в машино-, судостроении и в конструкциях летательных аппаратов. Известны композиции на основе ароматического полиамида фенилен и углеродного волокна. Недостатками известных композиций являются неудовлетворительная износостойкость, недостаточно высокие физико-механические показатели и повышенное обрастание эукариотическими водорослями.

Целью изобретения является повышение физико-механических показателей композиции и придания ей альгоцидного эффекта.

Для достижения поставленной цели в ароматический полиамид фенилен С2 (ТУ 6-05-221-365-76) вводят оловосодержащие углеродные волокна (содержание олова 6,9±0,35 мас.) при следующем соотношении компонентов, мас.

фенилон С2 70 90 оловосодержащие углеродные волокна 10 30 Существенным отличием заявляемого технического решения от известного является использование для армирования полиамида углеродного волокна, модифицированного оловом. Оловосодержащие углеродные волокна получают путем карбонизации целлюлозных волокон, предварительно пропитанных в 1,5 М растворе хлорида олова. Температура карбонизации волокон 900^o C.

Смешение компонентов композиции проводили в электромагнитном вращающемся поле (0,15 тесла) посредством ферромагнитных частиц. После смешения ферромагнитные частицы удаляли из композиции магнитной сепарацией. Соотношения компонентов полимерных составов приведены в таблице 1.

Композиции перерабатывают в изделия методом компрессионного прессования по следующим режимам.

1. Сушка материалов при температуре 453 К в течение 1 часа.

2. Загрузка материала в пресс-форму с температурой 523 К.

3. Разогрев пресс-формы до температуры 598 К и выдержка при этой температуре без давления в течение 10 минут.

4. Выдержка при температуре 598 К под давлением 55 МПа втечение 5 минут. Примеры приведены в табл. 1.

5. Охлаждение пресс-формы под давлением до температуры 523 К 6. Снятие давления и выпрессовка изделия.

Ударная вязкость, твердость по Бринеллю, определялись по ГОСТ 4647-80, 4670-77 соответственно. Износ образцов определяли в режиме сухого трения по стальному контртелу (сталь 45, чистота поверхности R_a=0,32 мкм) при Р_уд=1 МПа, V=2 м/с, длине пути 3000 м. Интенсивность линейного износа рассчитывали по следующей методике: (методика расчетная оценка износостойкости поверхностей трения деталей машин), М. Изд-во стандартов, 1979, 100 с. Для оценки влияния композиций на рост эукариотических водорослей (тест-организмами служили эукариотические водоросли Chlamydomonas reinhardii шт. 137 Ц (+). Образцы наносили в виде порошков измельченных композитов на газон хламидомонады в полужидком (0,7%) агаре, наслоенном на стандартную среду Левина (Л2), чашки выдерживали при освещенности 500 лк и 25^o C в течение 48 ч. после чего учитывали результаты. При постановке эксперимента в жидких средах навески порошков (по 5 мг), помещенные в пробирки стерилизовали автоклавированием, затем в них наливали раствор с хламидомонадой выдерживали при непрерывном освещении 500 млк и 25^o C. Результаты учитывали через 48 часов путем подсчета клеток в камере Горяева. Результаты испытаний приведены в таблице 2.

Анализ результатов испытаний композиций N 1 8 показывает, что использование оловосодержащих волокон в композиции с фенилоном придают ей четки альгоцидный эффект (наблюдается подавление роста хлоpидомонады на 10 - 32% в жидкой среде), имеет место также подавление роста хламидомонады и при испытаниях на плотных средах в отличие от композиции прототипа (примеры 4 - 6), где такого эффекта не наблюдается. Введение оловосодержащих углеродных волокон в ароматический полиамид фенилон повышает износостойкость композиции, увеличивает твердость по Бринелло на 8,7 10,8, приводит к повышению ударной вязкости в 1,5 2,2 раза. Правильность выбранных соотношений компонентов композиции подтверждается контрольными примерами 7 и 8.

Благодаря физико-механическим показателям и альгоцидному эффекту заявляемая полимерная композиция может быть использована для изготовления деталей подвижных сочленений сельскохозяйственных машин, в металлургическом, химическом и судостроительном оборудовании.

Формула изобретения

Полимерная композиция, содержащая ароматический полиамид фенилон и углеволокнистый наполнитель, отличающаяся тем, что в качестве углеволокнистого наполнителя композиция содержит оловосодержащее углеродное волокно при следующем соотношении компонентов композиции, мас.

Ароматический полиамид фенилон 70 90 Оловосодержащее углеродное волокно 10 30е

РИСУНКИ

Рисунок 1