OBRABOTKAMETALLOV Vol. 28 No. 3 2026 13 TECHNOLOGY прочность при сжатии ПТФЭ без наполнителей составляет ~24 МПа; введение 1,0 масс. % слюды повышает показатель до ~39,6 МПа, оксида алюминия (1,5 масс. %) – до ~41,6 МПа. Криогенная обработка существенно влияет на прочность при сжатии. Для ПТФЭ без наполнителей зафиксирован рост до ~29,7 МПа (8 ч), пик при 12 ч (~38 МПа, +58 % относительно необработанного ПТФЭ) и снижение до ~36,4 МПа (16 ч). Данное поведение согласуется с повышением кристалличности, улучшением упаковки ламелей и снятием остаточных напряжений; чрезмерная выдержка (16 ч) вызывает внутренние повреждения, снижающие прочность. Композит со слюдой демонстрирует рост прочности при сжатии при 8 ч до ~46,3 МПа, затем снижение до ~40,8 МПа (12 ч) и ~37,3 МПа (16 ч) – ниже уровня необработанного ПТФЭ. Длительное криогенное воздействие в системах с высоким аспектным отношением усиливает межфазную дегезию и развитие микропор вдоль плоских границ, сводя на нет начальные преимущества. Напротив, композит с оксидом алюминия показывает монотонный рост: ~42,7 МПа (8 ч), ~48,2 МПа (12 ч) и максимум ~54,5 МПа (16 ч), что на ~31 % выше прочности при сжатии необработанного ПТФЭ. Глобулярная морфология обеспечивает изотропную передачу напряжений и уплотнение матрицы вокруг частиц без образования протяженных слабых плоскостей [21]. Полученные тренды систематизированы на рис. 3, б: для ПТФЭ без наполнителей максимум достигается при P12, для композита со слюдой – при M8, для композита с оксидом алюминия – монотонный рост до A16. Статистическая значимость указанных различий подтверждена дисперсионным анализом (p < 0,05). Таким образом, данные по сжатию подтверждают выводы, полученные при растяжении: ПТФЭ без наполнителей оптимален при выдержке 12 ч; композит со слюдой – при выдержке 8 ч; композит с оксидом алюминия – при выдержке 16 ч, демонстрируя наивысшие показатели среди всех исследованных составов. Морфология наполнителя и режим криогенной обработки должны оптимизироваться совместно. Данные по относительному удлинению при разрыве (рис. 4) наглядно показывают, что криогенная обработка неуклонно снижает эластичность (упругость) во всех системах, однако степень потерь сильно зависит от типа наполнителя и продолжительности обработки. ПТФЭ без наполнителей в необработанном состоянии (PU) демонстрирует среднее удлинение около 285 %. Этот показатель снижается до ~199 % при 8 ч (P8), ~184 % при 12 ч (P12) и ~142 % при 16 ч (P16), что соответствует приблизительно 30, 35 и 50%-й потере эластичности (упругости) с увеличением времени выдержки. Нанокомпозит со слюдой показывает наибольшую начальную эластичность: MU ≈339 %, и, что примечательно, образец после 8 ч обработки (M8 ≈337 %) почти полностью сохраняет данное значение. Это указывает на то, что кратковременная криогенная обработка существенно не влияет на структуру, воспринимающую деформацию, в системе с пластинчатым наполнителем и, возможно, стабилизирует ее. Однако после 8 ч наблюдается резкое падение: M12 снижается до ~245 % (около 28 % потери относительно MU), а M16 – до ~157 % (≈54 % потери), что свидетельствует об охрупчивании вследствие избыточного микротрещинообразования или ограничения подвижности цепей при более длительной обработке. Нанокомпозит с оксидом алюминия (AU), который изначально имеет удлинение ≈248 %, уже обладает более низким относительным удлинением, чем ПТФЭ без наполнителей. Это согласуется с тем, что глобулярные частицы оксида алюминия действуют как концентраторы напряжений. Тем не менее 8-часовая обработРис. 4. Изменение относительного удлинения при разрыве (%) ПТФЭ-нанокомпозитов в зависимости от продолжительности криогенной выдержки Fig. 4. Variation in elongation at break of PTFE-based nanocomposites with cryogenic soaking time
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1