Синтез и фрикционные свойства блочного полиамида , пропитанного смазкой (маслонаполненный капролон)
Suck-Сhoon Kang a,), Dae-Won Chung b
a Department of Mechanical Engineering, College of Engineering, Suwon University, Suwon 440-600, South Korea
b Department of Polymer Engineering, College of Engineering, Suwon Uiversity, Suwon 440-600, South Korea
Для создания новых конструкционных материалов, используемых в режимах сухого трения, методом анионной полимеризации капролактама были получены блочные полиамиды, импрегрированные (пропитанные) смазкой. Использованы минеральное масло и воск. На скорость реакции полимеризации не влияло добавление смазки менее 8%. Синтезированы образцы с содержанием смазки от 0% до 8% и испытаны их фрикционные свойства. При различных скоростях скольжения и давления, пропитанный смазкой блочный полиамид с содержанием масла 6% показал самый низкий коэффициент трения, а капролон с содержанием воска 4% показал наименьший коэффициент трения. В широком диапазоне скоростей скольжения предел PV полиамида с оптимальным содержанием смазки
был в 4 раза выше, чем у полиамида, не содержащего смазки. Сравнили пределы PV для капролона с маслом и воском. Обнаружили, что предел PV маслонаполненных образцов выше при относительно низких и средних скоростях скольжения, а на высоких скоростях он выше у капролона с воском.
! ПРЕДЕЛ PV – «ПРЕДЕЛ ДАВЛЕНИЕ/СКОРОСТЬ» - характеристика материала применяемого в качестве подшипника скольжения. Определяется как скорость движения поверхности вала умноженная на давление, которое этот вал оказывает на материал до момента разрушения поверхности. Показывает предельные условия до которых материал выдерживает нагрузки.
1.Введение
В области материаловедения, технологии и коммерческого развития основное внимание уделяется материалам на основе полимеров. Среди различных полимеров, полиамид 6, синтезированный анионной полимеризацией капролактама хорошо изучен. Выявлены многие характеристики реакции полимеризации, механизмы инициирования и распространении. В коммерческом аспекте широко используются блочные полиамиды., которые можно производить непосредственно из расплавленных мономеров в форме с использованием натрия в качестве активатора и диизоцианатов в качестве инициатора цепи. Этот процесс имеет преимущество из-за высокой молекулярной массы образующегося полимера, высокой кристалличности и превосходных механических свойств. В настоящее время блочные полиамиды широко используются в качестве конструкционного пластика для скольжения элементов машин.
Однако нейлоны изнашиваются и деформируются из-за тепла образующегося в области трения, например, когда они применяются в качестве механической детали, такой как подшипник скольжения, где может возникнуть значительное трение. Чтобы уменьшить тепловыделение в зоне трения и для уменьшения разрушения полиамида коэффициент трения между скользящими парами должен быть как можно более низким.
Хорошо известно, что коэффициент трения можно уменьшить, уменьшив сопротивление сдвигу s(i) в зоне контакта и повышением прочности пластического течения p(m) материала, тем самым улучшая эффект смазочной пленки
Обычно коэффициент трения µ записывают так:
В этом исследовании пропитанные смазкой капролоны были синтезированы путем анионной полимеризации расплавленного капролактама со смазкой, такой как минеральное масло или воск, чтобы снизить коэффициент трения полиамида за счет образования пленки с низкой прочностью на сдвиг и увеличить предел PV материала при скользящем движении. Были проанализированы прочность на разрыв, ударная вязкость, твердость и фрикционные свойства пропитанных смазкой блочных полиамидов. Также были проведены исследования, чтобы выяснить, какая смазка и какое содержание может обеспечить капролону превосходные механические и фрикционные свойства, а также высокий предел PV.
2. Эксперименты
2.1. Реактивы и оборудование
Марка капролактам AP от компании BASF использовалась после барботирования газообразным азотом в течение 3 часов при 100°С.
Масло LP-170F (вазелиновое масло) и парафин DNW-125S c температурjq плавления 53,8С.
Металлический натрий, толуилендиизоцианат TDI и растворители используются без дополнительной очистки.
Формы для отливки размером 250х850х2200 мм были покрыты тефлоном.
2.2. Проведение полимеризации по блочному механизму
Под потоком сухого азота 60 г инициатора цепи TDI. и 600 г капролактама смешивали и перемешивали при 110°С. Отдельно в другой колбе 0,84 г активатора натрия. и 600 г капролактама смешивали в атмосфере сухого азота и поддерживали при 110°С. Всего по 250 г каждого из двух расплавленных растворов добавляли к 10 г масла, предварительно нагретого до 110°С, а затем смесь немедленно отливали в форму с тефлоновым покрытием, в которой поддерживали температуру 155°С.
По мере полимеризации КЛ в форме вязкость системы увеличивалась и текучесть исчезала. Точка, в которой поверхность системы затвердела, называется точкой затвердевания. Время от начала полимеризации до точки затвердевания определяют как время затвердевания, которое можно использовать для грубой оценки относительной скорости реакции. Реакцию полимеризации продолжали в течение 60 мин, в то время как литейную форму продолжали поддерживать при 155°С, чтобы получить капролон с содержанием масла 2% по весу.
Исследование морфологии пропитанного смазкой капролона проводили с помощью оптической микроскопии. Образцы для микроскопического исследования готовили путем нарезки капролона на толщину менее 1 мм.
2.3. Механические свойства маслонаполненных капролонов
Для проверки механических свойств маслонаполненного блочного полиамида, были измерены прочность на растяжение и ударная вязкость. Кроме того, твердость полиамида была проверена с помощью твердомера по Шору. Образцы для испытания на растяжение и ударную вязкость были изготовлены по ASTM D-638, тип М-1 и D-258 соответственно. Их предварительно термостабилизировали при температуре 80°С в течение 24 часов.
был в 4 раза выше, чем у полиамида, не содержащего смазки. Сравнили пределы PV для капролона с маслом и воском. Обнаружили, что предел PV маслонаполненных образцов выше при относительно низких и средних скоростях скольжения, а на высоких скоростях он выше у капролона с воском.
! ПРЕДЕЛ PV – «ПРЕДЕЛ ДАВЛЕНИЕ/СКОРОСТЬ» - характеристика материала применяемого в качестве подшипника скольжения. Определяется как скорость движения поверхности вала умноженная на давление, которое этот вал оказывает на материал до момента разрушения поверхности. Показывает предельные условия до которых материал выдерживает нагрузки.
1.Введение
В области материаловедения, технологии и коммерческого развития основное внимание уделяется материалам на основе полимеров. Среди различных полимеров, полиамид 6, синтезированный анионной полимеризацией капролактама хорошо изучен. Выявлены многие характеристики реакции полимеризации, механизмы инициирования и распространении. В коммерческом аспекте широко используются блочные полиамиды., которые можно производить непосредственно из расплавленных мономеров в форме с использованием натрия в качестве активатора и диизоцианатов в качестве инициатора цепи. Этот процесс имеет преимущество из-за высокой молекулярной массы образующегося полимера, высокой кристалличности и превосходных механических свойств. В настоящее время блочные полиамиды широко используются в качестве конструкционного пластика для скольжения элементов машин.
Однако нейлоны изнашиваются и деформируются из-за тепла образующегося в области трения, например, когда они применяются в качестве механической детали, такой как подшипник скольжения, где может возникнуть значительное трение. Чтобы уменьшить тепловыделение в зоне трения и для уменьшения разрушения полиамида коэффициент трения между скользящими парами должен быть как можно более низким.
Хорошо известно, что коэффициент трения можно уменьшить, уменьшив сопротивление сдвигу s(i) в зоне контакта и повышением прочности пластического течения p(m) материала, тем самым улучшая эффект смазочной пленки
Обычно коэффициент трения µ записывают так:
µ = s(i) / p(m)
В этом исследовании пропитанные смазкой капролоны были синтезированы путем анионной полимеризации расплавленного капролактама со смазкой, такой как минеральное масло или воск, чтобы снизить коэффициент трения полиамида за счет образования пленки с низкой прочностью на сдвиг и увеличить предел PV материала при скользящем движении. Были проанализированы прочность на разрыв, ударная вязкость, твердость и фрикционные свойства пропитанных смазкой блочных полиамидов. Также были проведены исследования, чтобы выяснить, какая смазка и какое содержание может обеспечить капролону превосходные механические и фрикционные свойства, а также высокий предел PV.
2. Эксперименты
2.1. Реактивы и оборудование
Марка капролактам AP от компании BASF использовалась после барботирования газообразным азотом в течение 3 часов при 100°С.
Масло LP-170F (вазелиновое масло) и парафин DNW-125S c температурjq плавления 53,8С.
Металлический натрий, толуилендиизоцианат TDI и растворители используются без дополнительной очистки.
Формы для отливки размером 250х850х2200 мм были покрыты тефлоном.
2.2. Проведение полимеризации по блочному механизму
Под потоком сухого азота 60 г инициатора цепи TDI. и 600 г капролактама смешивали и перемешивали при 110°С. Отдельно в другой колбе 0,84 г активатора натрия. и 600 г капролактама смешивали в атмосфере сухого азота и поддерживали при 110°С. Всего по 250 г каждого из двух расплавленных растворов добавляли к 10 г масла, предварительно нагретого до 110°С, а затем смесь немедленно отливали в форму с тефлоновым покрытием, в которой поддерживали температуру 155°С.
По мере полимеризации КЛ в форме вязкость системы увеличивалась и текучесть исчезала. Точка, в которой поверхность системы затвердела, называется точкой затвердевания. Время от начала полимеризации до точки затвердевания определяют как время затвердевания, которое можно использовать для грубой оценки относительной скорости реакции. Реакцию полимеризации продолжали в течение 60 мин, в то время как литейную форму продолжали поддерживать при 155°С, чтобы получить капролон с содержанием масла 2% по весу.
Исследование морфологии пропитанного смазкой капролона проводили с помощью оптической микроскопии. Образцы для микроскопического исследования готовили путем нарезки капролона на толщину менее 1 мм.
2.3. Механические свойства маслонаполненных капролонов
Для проверки механических свойств маслонаполненного блочного полиамида, были измерены прочность на растяжение и ударная вязкость. Кроме того, твердость полиамида была проверена с помощью твердомера по Шору. Образцы для испытания на растяжение и ударную вязкость были изготовлены по ASTM D-638, тип М-1 и D-258 соответственно. Их предварительно термостабилизировали при температуре 80°С в течение 24 часов.
2.4. Тест на коэффициент трения
Коэффициент трения и предел PV наполненных полиамидов измеряли с помощью ролика и дискового тестера. Диски были изготовлены из образцов маслонаполненных полиамидов. Размер диска мм, .толщиной 5 мм и исходной шероховатостью оверхности Ra=1,04мкм. В качестве пальца использовался ролик диаметром 8 мм и длиной 10 мм из стали AISI 52100 взятый из стандартного подшипника. Исходная шероховатость поверхности роликового подшипника составляла Ra=0,05мкм. Перед испытанием на скольжение по капролону подшипник предварительно стачивали прокатывая на стальном диске до износа глубиной 1 мм и шероховатостью Ra=0,12мкм. В итоге, при испытании на полиамиде, контактная площадь между стертой поверхностью ролика и диском составляет 10 мм2 ! Прибор имеет такую конструкцию:
Коэффициент трения и предел PV наполненных полиамидов измеряли с помощью ролика и дискового тестера. Диски были изготовлены из образцов маслонаполненных полиамидов. Размер диска мм, .толщиной 5 мм и исходной шероховатостью оверхности Ra=1,04мкм. В качестве пальца использовался ролик диаметром 8 мм и длиной 10 мм из стали AISI 52100 взятый из стандартного подшипника. Исходная шероховатость поверхности роликового подшипника составляла Ra=0,05мкм. Перед испытанием на скольжение по капролону подшипник предварительно стачивали прокатывая на стальном диске до износа глубиной 1 мм и шероховатостью Ra=0,12мкм. В итоге, при испытании на полиамиде, контактная площадь между стертой поверхностью ролика и диском составляет 10 мм2 ! Прибор имеет такую конструкцию:
3. Результаты и их обсуждение
3.1. Полимеризация в присутствии смазки
В таблице 1 показано время затвердевания реакции полимеризации в присутствии смазки. На анионную полимеризацию капролактама существенное влияние оказывают химические добавки из-за высокой реакционной способности растущих концов цепей. Например, капролон не был получен при использовании синтетических масел сложноэфирного типа. Установлено, что вазелиновое масло LP-170f и парафин DNW-125S существенно не влияют на реакцию полимеризаци, но время затвердевания зависело от содержания смазки. Невозможно определить скорость реакции по времени затвердевания, однако его удобно использовать для сравнения скоростей реакций и профиля двух или более подобных реакций. Замечено, резкое снижение скорости при содержании масла 8 мас.%. При 10мас. % реакция останавливалась.
Снимки маслонаполненных полиамидов:
a. содержание масла 0%; b. содержание масла 2%; c. содержание масла 4%; d. содержание масла 6%; е. содержание масла 8%;
3.1. Полимеризация в присутствии смазки
В таблице 1 показано время затвердевания реакции полимеризации в присутствии смазки. На анионную полимеризацию капролактама существенное влияние оказывают химические добавки из-за высокой реакционной способности растущих концов цепей. Например, капролон не был получен при использовании синтетических масел сложноэфирного типа. Установлено, что вазелиновое масло LP-170f и парафин DNW-125S существенно не влияют на реакцию полимеризаци, но время затвердевания зависело от содержания смазки. Невозможно определить скорость реакции по времени затвердевания, однако его удобно использовать для сравнения скоростей реакций и профиля двух или более подобных реакций. Замечено, резкое снижение скорости при содержании масла 8 мас.%. При 10мас. % реакция останавливалась.
Снимки маслонаполненных полиамидов:
a. содержание масла 0%; b. содержание масла 2%; c. содержание масла 4%; d. содержание масла 6%; е. содержание масла 8%;
3.2. Механические свойства маслонаполненных блочных полиамидов
На рис. 2 показаны результаты измерений прочности на разрыв при различном содержании смазки Предел прочности полиамида, не содержащего смазку, составлял 90 МПа. При увеличении содержания смазки, прочность на разрыв полиамида снижается. До содержания смазки 6%, полиамиды с воском имеют немного более высокую прочность на разрыв, чем масляные. Но, если содержание смазки составляло 8%, то прочность на разрыв капролона с воском была ниже, чем у масла.
Ударная вязкость растёт до содержания смазки в 4% а затем уменьшается, как показано на рисунке 3. В этом случае нет разницы между маслом и воском (рис3).
Твердость полиамидов по Шору уменьшается постепенно по мере увеличения содержания воска или температуры (Рис4). Такой же результат и при использовании масла.
3.3. Определение коэффициентов трения
3.3.1 Коэффициент трения при низкой скорости и низком давлении
Для условий мягкого скольжения при низком давлении (2,5 Мпа) и низкой скорости скольжения (1 м/с). коэффициенты трения капролонов показаны на рисунке5. На основании этих результатов можно предположить, что пропитка смазкой в полиамиде приводит к снижению коэффициента трения за счет снлы сдвига на поверхности скольжения. Но если содержание смазки более 6%, то полиамид имеет меньшую
твердость и прочность, что делает полиамидную подложку достаточно мягкой и тем самым
На рис. 2 показаны результаты измерений прочности на разрыв при различном содержании смазки Предел прочности полиамида, не содержащего смазку, составлял 90 МПа. При увеличении содержания смазки, прочность на разрыв полиамида снижается. До содержания смазки 6%, полиамиды с воском имеют немного более высокую прочность на разрыв, чем масляные. Но, если содержание смазки составляло 8%, то прочность на разрыв капролона с воском была ниже, чем у масла.
Ударная вязкость растёт до содержания смазки в 4% а затем уменьшается, как показано на рисунке 3. В этом случае нет разницы между маслом и воском (рис3).
Твердость полиамидов по Шору уменьшается постепенно по мере увеличения содержания воска или температуры (Рис4). Такой же результат и при использовании масла.
3.3. Определение коэффициентов трения
3.3.1 Коэффициент трения при низкой скорости и низком давлении
Для условий мягкого скольжения при низком давлении (2,5 Мпа) и низкой скорости скольжения (1 м/с). коэффициенты трения капролонов показаны на рисунке5. На основании этих результатов можно предположить, что пропитка смазкой в полиамиде приводит к снижению коэффициента трения за счет снлы сдвига на поверхности скольжения. Но если содержание смазки более 6%, то полиамид имеет меньшую
твердость и прочность, что делает полиамидную подложку достаточно мягкой и тем самым
приводит к увеличению коэффициента трения, не смотря на смазочную плёнку.
3.3.2 Коэффициент трения при средних значениях давления и скорости
Когда условия тестирования полиамидов былы промежуточными - давление 7,5 МПа и скорость скольжения 2 м/с, коэффициенты трения капролонов были такими, как показано на рисунке6. По мере увеличения содержания смазки коэффициенты трения были снижены до минимального значения: 4% для воска и 6% для масла. После того как коэффициент трения достигает наименьшего значения, он снова увеличивается.
Также при содержании смазки менее 4% коэффициенты трения у пропитанных воском были ниже, чем у масла. Но при содержании более 6% нет никакой разницы между воском и маслом. Также капролон с 4% воска имеет самый низкий коэффициент трения; 0,08 по сравнению с 0,16 для капролона, не содержащего смазки.
3.3.2 Коэффициент трения при средних значениях давления и скорости
Когда условия тестирования полиамидов былы промежуточными - давление 7,5 МПа и скорость скольжения 2 м/с, коэффициенты трения капролонов были такими, как показано на рисунке6. По мере увеличения содержания смазки коэффициенты трения были снижены до минимального значения: 4% для воска и 6% для масла. После того как коэффициент трения достигает наименьшего значения, он снова увеличивается.
Также при содержании смазки менее 4% коэффициенты трения у пропитанных воском были ниже, чем у масла. Но при содержании более 6% нет никакой разницы между воском и маслом. Также капролон с 4% воска имеет самый низкий коэффициент трения; 0,08 по сравнению с 0,16 для капролона, не содержащего смазки.
Из этих результатов можно сделать вывод, что воск в капролоне имеет лучшие фрикционные свойства, чем масло при промежуточном давлении и скорости скольжения. При низком давлени и и скорости воск и масло имеют одинаковое трение, поскольку температура в зоне трения полиамида может быть не такой высокой. Но когда условия скольжения стали тяжелыми, температура в зоне контакта стала достаточно высокой, чтобы смазывающее действие воска стало более значительным, чем смазочное действие масла, вероятней всего, из-за более высокой температуры плавления воска.
3.3.3 Коэфициент трения при высоком давлении и высокой скорости
На следующем рисунке7 показано, что коэффициент трения полиамидов с воском или маслом мало зависит от содержания смазки более 2% при тяжёлых условиях скольжения (давление 12,5МПа и скорость 4м/с). Видно, что все капролоны, пропитанные смазочными материалами, имеют хорошие фрикционные свойства при низких коэффициентах трения.
Испытание в условиях жесткого скольжения показывает, что даже небольшое количество смазки в капролоне дает хороший результат. Кроме того, использование воска или масла равноценно и не повлияло ощутимо на коэффициент трения
3.4 Влияние скорости скольжения при давлениях 10МПа
Для различных скоростей скольжения коэффициенты трения маслонаполненного капролона показаны на рисунке 8. Давление составляло 10 МПа, а скорости скольжения варьировали 2, 3 и 4 м/с. Как правило, для маслонаполненного капролона, при высокой скорости скольжения коэффициент трения выше, чем при низкой скорости. Если в качестве смазки в капролоне было масло, коэффициент трения уменьшался при увеличении содержания масла до 6%, а затем увеличивался при увеличении содержания масла до 8% при скоростях скольжения 3 и 4 м/с. Если же капролон был с воском в качестве смазки, коэффициенты трения уменьшались по мере увеличения содержания воска, как показано на рисунке9. При использовании воска в капролоне коэффициенты трения были почти такими же в диапазоне скоростей 2–4 м/с. Капролон с 8% воска имеет самый низкий коэффициент трения.
На следующем рисунке7 показано, что коэффициент трения полиамидов с воском или маслом мало зависит от содержания смазки более 2% при тяжёлых условиях скольжения (давление 12,5МПа и скорость 4м/с). Видно, что все капролоны, пропитанные смазочными материалами, имеют хорошие фрикционные свойства при низких коэффициентах трения.
Испытание в условиях жесткого скольжения показывает, что даже небольшое количество смазки в капролоне дает хороший результат. Кроме того, использование воска или масла равноценно и не повлияло ощутимо на коэффициент трения
3.4 Влияние скорости скольжения при давлениях 10МПа
Для различных скоростей скольжения коэффициенты трения маслонаполненного капролона показаны на рисунке 8. Давление составляло 10 МПа, а скорости скольжения варьировали 2, 3 и 4 м/с. Как правило, для маслонаполненного капролона, при высокой скорости скольжения коэффициент трения выше, чем при низкой скорости. Если в качестве смазки в капролоне было масло, коэффициент трения уменьшался при увеличении содержания масла до 6%, а затем увеличивался при увеличении содержания масла до 8% при скоростях скольжения 3 и 4 м/с. Если же капролон был с воском в качестве смазки, коэффициенты трения уменьшались по мере увеличения содержания воска, как показано на рисунке9. При использовании воска в капролоне коэффициенты трения были почти такими же в диапазоне скоростей 2–4 м/с. Капролон с 8% воска имеет самый низкий коэффициент трения.
3.5 Влияние типа смазки на предел PV
Для полиамидов, пропитанных различными смазками, предел PV, который является очень важным критерием, широко используемым при выборе материалов для элементов скольжения, был протестирован на трех различных скоростях скольжения. Предел PV определялся путем постепенного нагружения при сохранении постоянной скорости скольжения. Давление увеличивали кратно 2,5 МПа с паузой в 10 секунд до тех пор, пока устойчивое состояние трения не перестанет существовать и резко не увеличится вместе с разрушением поверхности. Предел PV рассчитывался по скорости скольжения и давлению непосредственно перед точкой разрушения. На рис. 10 показан предел PV маслонаполненного капролона.
Для полиамидов, пропитанных различными смазками, предел PV, который является очень важным критерием, широко используемым при выборе материалов для элементов скольжения, был протестирован на трех различных скоростях скольжения. Предел PV определялся путем постепенного нагружения при сохранении постоянной скорости скольжения. Давление увеличивали кратно 2,5 МПа с паузой в 10 секунд до тех пор, пока устойчивое состояние трения не перестанет существовать и резко не увеличится вместе с разрушением поверхности. Предел PV рассчитывался по скорости скольжения и давлению непосредственно перед точкой разрушения. На рис. 10 показан предел PV маслонаполненного капролона.
Предел PV капролона без смазки составляет 15 (МПа x м/с) в диапазоне испытательных скоростей. Введение масла в состав капролона до 8% увеличивает предел PV. На скорости 2 м/с пределы PV увеличивались линейно до содержания масла 4%. Если скорость скольжения составляла 3 м/с, предел PV линейно увеличивался до содержания в 8% масла. Но когда скорость скольжения была увеличена до 4 м/с, предел PV для капролона с 8% масла был ниже, чем для капролона с 6% масла.
Это можно объяснить результатами, согласно которым коэффициент трения капролонов не различался между капролоном, пропитанным 6% и 8% масла, при 3 м/с, но при 4 м/с коэффициент трения капролона с 8% масла увеличился по сравнению с самым низким значением для капролона, пропитанного 6% масла, как показано на рис. 8. Поскольку коэффициент трения увеличился, это могло снизить предел PV для капролона, пропитанного 8% масла, за счет увеличения температуры в зоне трения, а также уменьшения твердости.
Можно предположить, что оптимальное содержание масла в капролоне составляет около 6% в диапазоне испытательных скоростей, а предел PV может быть увеличен в четыре раза по сравнению с капролоном, не содержащим смазки. Ппри низкой скорости скольжения 4% масла достаточно для достижения высокого предела PV.
Это можно объяснить результатами, согласно которым коэффициент трения капролонов не различался между капролоном, пропитанным 6% и 8% масла, при 3 м/с, но при 4 м/с коэффициент трения капролона с 8% масла увеличился по сравнению с самым низким значением для капролона, пропитанного 6% масла, как показано на рис. 8. Поскольку коэффициент трения увеличился, это могло снизить предел PV для капролона, пропитанного 8% масла, за счет увеличения температуры в зоне трения, а также уменьшения твердости.
Можно предположить, что оптимальное содержание масла в капролоне составляет около 6% в диапазоне испытательных скоростей, а предел PV может быть увеличен в четыре раза по сравнению с капролоном, не содержащим смазки. Ппри низкой скорости скольжения 4% масла достаточно для достижения высокого предела PV.
Если масло заменить на воск, то отсутствует пиковая точка предела PV, как показано
на рисунке 11. Также нет заметной разницы в значении PV для высоких скоростей скольжения 3 и 4 м/с. По мере увеличения содержания воска предел PV также увеличивался до 55 (МПа x м/с) при 8% парафина в капролоне, что было самым высоким достигнутым значением PV, эквивалентное значению PV 6% масла в капролоне. Предел PV для капролонов, пропитанных воском, показывает, что предел PV увеличивается с увеличением содержания воска. Однако эффект скорости был не так заметен, как с маслом. Масло оказывается более эффективной добавкой.
На рисунке 12 сравнивается действие масла и воска. При высокой скорости скольжения капролон с 8% воска может обеспечить более высокий предел PV, чем капролон с маслом. В противном случае капролон, пропитанный маслом, имеет более высокий предел PV, чем воск. Разницу в пределе PV в капролоне между маслом и воском можно объяснить с помощью рис. 8 и 9. При скорости скольжения 4 м/с коэффициент трения капролона с маслом, увеличивался по мере увеличения содержания масла с 6% до 8%, тогда как для капролона с воском, коэффициент трения по-прежнему уменьшался с увеличением содержание воска. Таким образом, можно сделать вывод, что трение и предел PV для капролона тесно связаны друг с другом, а это означает, что предел PV контролируется коэффициентом трения скользящих материалов.
4. Заключение
Из исследования синтеза и механических свойств наполненного смазкой капролона можно сделать следующие выводы
1. Наполненный капролон были синтезирован методом блочного литья в присутствии смазки. Фаза смазывающего компонента равномерно распределена между молекулами полимера. Размер и плотность смазочной фазы контролируются содержанием смазки в полиамиде. Было обнаружено, что точка насыщения смазкой составляла около 8 мас.%.
2. По механическим свойствам, растяжению, удару прочности и твердости для капролона нет существенной разницы между использованием масла или воска в качестве смазки. По мере увеличения содержания смазки предел прочности проявлял максимальное значение при 2–4 мас.% смазки. Далее, с увеличением содержания смазки снижалась ударная вязкость и твердость капролона.
3. Пропитанные смазкой полиамиды снижают коэффициент трения и становятся более устойчивы к трению, чем без смазки. При низком давлении и низкой скорости скольжения нет никакой разницы между использованием масла или воска. В промежуточном диапазоне, использование воска привело к более низкому коэффициенту трения. Наименьшее значение было получено при 4% воске. Что касается масла, то самая низкая точка была при его содержании в 6%. Когда условия скольжения стали тяжелыми, пиковой точки не было, а коэффициенты трения становятся низкими даже при небольшом количестве смазки.
4. Когда скорость скольжения образца была высокой, коэффициенты трения капролона, пропитанного маслом, были значительно выше, чем у пропитанного воском. Наименьшее значение он имел при содержании 4–6%.
5. Пределы PV капролона были увеличены с увеличением количества смазки. Капролон с маслом имеет более высокий предел PV при более низком содержании и низкой скорости скольжения, но когда содержание смазки и скорость скольжения высоки, предел PV капролона, пропитанного воском становиться выше, чем с маслом. Можно сделать вывод, что предел PV капролона в основном контролируется коэффициентом трения. Максимальный предел PV капролона, пропитанного маслом или воском, в 3–4 раза выше, чем у капролона, не содержащего смазки.
Из исследования синтеза и механических свойств наполненного смазкой капролона можно сделать следующие выводы
1. Наполненный капролон были синтезирован методом блочного литья в присутствии смазки. Фаза смазывающего компонента равномерно распределена между молекулами полимера. Размер и плотность смазочной фазы контролируются содержанием смазки в полиамиде. Было обнаружено, что точка насыщения смазкой составляла около 8 мас.%.
2. По механическим свойствам, растяжению, удару прочности и твердости для капролона нет существенной разницы между использованием масла или воска в качестве смазки. По мере увеличения содержания смазки предел прочности проявлял максимальное значение при 2–4 мас.% смазки. Далее, с увеличением содержания смазки снижалась ударная вязкость и твердость капролона.
3. Пропитанные смазкой полиамиды снижают коэффициент трения и становятся более устойчивы к трению, чем без смазки. При низком давлении и низкой скорости скольжения нет никакой разницы между использованием масла или воска. В промежуточном диапазоне, использование воска привело к более низкому коэффициенту трения. Наименьшее значение было получено при 4% воске. Что касается масла, то самая низкая точка была при его содержании в 6%. Когда условия скольжения стали тяжелыми, пиковой точки не было, а коэффициенты трения становятся низкими даже при небольшом количестве смазки.
4. Когда скорость скольжения образца была высокой, коэффициенты трения капролона, пропитанного маслом, были значительно выше, чем у пропитанного воском. Наименьшее значение он имел при содержании 4–6%.
5. Пределы PV капролона были увеличены с увеличением количества смазки. Капролон с маслом имеет более высокий предел PV при более низком содержании и низкой скорости скольжения, но когда содержание смазки и скорость скольжения высоки, предел PV капролона, пропитанного воском становиться выше, чем с маслом. Можно сделать вывод, что предел PV капролона в основном контролируется коэффициентом трения. Максимальный предел PV капролона, пропитанного маслом или воском, в 3–4 раза выше, чем у капролона, не содержащего смазки.
