Wear behavior study of glass fiber and organic clay reinforced poly-phenylene-sulfide (PPS) composites material

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 27 No. 1 2025 205 MATERIAL SCIENCE рождения и распространения повреждений в образцах из углеродного волокна, армированного полифениленсульфидом (5HS), при испытаниях на растяжение под углами ±45° и 0°. Межфазная адгезия оказывает существенное влияние на характер разрушения: образцы с прочной межфазной связью демонстрируют когезионный тип разрушения, в то время как образцы со слабой межфазной связью характеризуются интенсивным расслоением [7–9]. Помимо границы раздела, на трибологические характеристики влияет частота движения: коэффициент трения снижается с ее увеличением. Напротив, увеличение пройденного пути скольжения приводит к увеличению коэффициента трения. Типичная нагрузка не оказывает существенного влияния на изнашивание. Зависимость износа от пройденного расстояния имеет сложный характер: сначала он уменьшается, а затем увеличивается. Таким образом, коэффициент трения и интенсивность износа зависят от нагрузки и частоты возвратно-поступательного движения. Сетчатая структура диспергированных силикатных слоев в нанокомпозитах, а следовательно, и вязкостные свойства нанокомпозитов в значительной степени определяются концентрацией введенных волокон OMMT [10– 12]. В данной работе представлен новый метод малоуглового рассеяния рентгеновских лучей (SAXS) для анализа степени дисперсии силикатных слоев в полимерной матрице. Результаты SAXS и STEM показали, что содержание OMMT в количестве 5 % по массе является пороговым, инициирующим формирование прочной флокулированной структуры диспергированных силикатных слоев. Дальнейшее увеличение концентрации OMMT существенно изменяет вязкостные свойства нанокомпозита, содержащего OMMT в количестве 5 % по массе [13]. Композитное покрытие из армированного углеродным волокном PPS, нанесенное на нержавеющую сталь и работающее в условиях водяной смазки, демонстрирует значительно более высокую износостойкость, чем при сухом трении [14–15]. Трибологическое поведение композиционного покрытия в условиях водяной смазки зависит как от скорости скольжения, так и от нагрузки. При низкой скорости (0,43 м/с) наблюдается устойчивый рост трения, который с увеличением нагрузки сменяется его постепенным снижением. Влияние скорости скольжения на скорость износа композитного покрытия менее выражено, чем влияние нагрузки на коэффициент трения, который быстро возрастает под давлением. Коэффициент трения постепенно увеличивается с ростом нагрузки; при высоких скоростях (0,86 м/с) этот эффект усиливается [16–18]. Исследование влияния сухой и водяной смазки на трибологические характеристики покрытий из полифениленсульфида, армированного углеродным волокном, показывает, что колебания коэффициента трения во времени более стабильны при использовании водяной смазки, чем при сухом трении. Композитное покрытие, работающее в условиях водяной смазки, демонстрирует более высокую износостойкость, чем в условиях сухого трения. В исследованиях [19–20] представлены данные, посвященные изучению трибологических и механических свойств композиционного материала, состоящего из 70 % полиамида-66 (PA66) и 30 % полифениленсульфида (PPS), модифицированного различным содержанием политетрафторэтилена (PTFE). Авторы выражают искреннюю благодарность кафедре машиностроения Технологического университета им. доктора Бабасахеба Амбедкара, Лонере; компании D. N. Polymers, Чинчвад; Институту информационных технологий Вишвакарма, Кондхва, Пуна; DUTECH India Laboratories, Пуна; Научно-исследовательскому институту Агаркара, Пуна, за поддержку и неоценимый вклад в данную работу. Авторы также признательны перечисленным организациям за вклад в проведение исследования. Экспериментальная часть Анализ показал, что добавление PTFE в смесь PA66/PPS негативно влияет на свойства последней, однако существенно снижает коэффициент трения и повышает износостойкость. Композит на основе PPS с 40 % стекловолокна и добавками бентонитовой глины различной концентрации, полученный методом термокомпрессии, является в определенной степени экологически чистым. В рамках данного исследования изучалось влияние нагрузки, скорости скольжения и состава на трибологические характеристики PPS, армированного 40 % стекловолокна и содержащего различные концентрации глины. Результаты показывают, что увеличение содержания глини-

RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1