Полимерные полуфабрикаты для инженерных решений
Листы, прутки, профили, стержни, трубы, фитинги и прочие продукты из термопластов
Главная Каталог Решения Справочник Сервис Цены Компания Контакты Блог Форум

Трибология инженерных пластиков

Общие положения трибологии уже были представлены ранее в [URL="http://www.engplast.ru/entry.php?94-%D0%A2%D1%80%D0%B8%D0%B1%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D 0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B5-%D1%81%D0%B2%D0%BE%D0%B9%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B0-%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BC%D0%BE%D0%BF%D0%BB%D0%B0%D 1%81%D1%82%D0%BE%D0%B2"]соответствующем обзоре.[/URL] Данная статья дает более расширенное и углубленное представление о трибологических характеристиках инженерных пластиков, в частности – листового полипропилена, полиэтилена, ПВХ и т.д.

[B]Преимущества и недостатки полимерных материалов с точки зрения трибологии[/B]

Широкое применение полимерных материалов, в частности, инженерных пластиков в трибологических системах определяется следующими свойствами данных материалов:

• Низкий коэффициент трения
• Высокая сопротивляемость заклиниванию
• Хорошая коррозионная стойкость
• Возможность комбинирования с другими материалам и создание композитов

Недостатки полимеров в трибологических системах

• Низкая термическая стойкость
• Низкая теплопроводность
• Высокий коэффициент термического расширения
• Низкая жесткость (модуль упругости)
• Низкая прочность
• Разбухание при контакте со смазкамиб водой и другими жидкостями (главным образом речь идет о полиамидах)


[B]Влияние структуры полимеров на трибологические свойства[/B]

Трибологические свойства полимеров определяются параметрами и особенностями строения молекулярной структуры материала:

• Длина молекулярной цепочки
• Разветвленность молекулярной цепочки
• Наличие поперечных связей
• Ориентация молекул
• Степень кристалличности
• Состав полимерного компаунда
• Химическое родство с взаимодействующим материалом


[B]Вязкоупругость [/B]

Поведение полимерных материалов под нагрузкой в значительной степени отличается от поведения традиционных конструкционных материалов (металлов, керамики и т.д.), поскольку для большинства полимеров характерно т.н. вязкоупругое состояние.
Вязкоупругость: поведение деформированного материала, соединяющее в себе как признаки вязкости, так и упругости.

Деформация (напряжение) упругих (эластичных) материалов пропорциональна приложенной к материалу нагрузке. Это линейная функция, не зависящая от времени: напряжение немедленно образуется в момент приложения нагрузки. При этом керамика или металлы при относительно низких температурах демонстрируют упругое (эластичное) поведение только до определенного уровня напряжений.

Вязкие материалы (жидкости) сопротивляются быстрой деформации под нагрузкой. В отличие от эластичных материалов, которые возвращаются к совей первоначальной форме и размерам немедленно после снятия нагрузки, вязкие материалы текут, меняя свои размеры некторое время и после того, как снята нагрузка.

Вязкоупругость полимеров играет важную роль в их трибологическом поведении, например царапины и потертости на поверхности, могут «заживляться» за счет вязкоупругого течения материала.


[B]Поверхностная энергия[/B]

Поверхностная энергия, это энергия, необходимая для создания новой поверхности, складывающаяся из энергии внутримолекулярных связей, разорванных в процессе образования поверхности.

Поверхностная энергия это фундаментальный параметр, определяющий трибологические свойства материала: коэффициент трения и стойкость к истиранию.

Одним из механизмов износа является адгезионный износ, являющийся результатом микросвязей, образующихся на поверхности взаимодействующих между собой частей трибологических систем. Прилагаемая нагрузка прижимает их друг к другу, создавая адгезионные связи. Когда связи рвутся, части материала переходят на элемент, с которым они взаимодействуют в системе, образуя новые поверхности. Баланс поверхностных энергий элементов трибологических систем определяет процесс адгезионного износа. Чем ниже величина поверхностной энергии, тем ниже коэффициент поверхностного трения материала.
Поверхностная энергия полимеров значительно ниже поверхностной энергии керамики и металлов. Однако в ряде случаев, например при взаимодействии частей из полиамидов, баланс поверхностной энергии настолько велик, что это может приводит к слипанию частей между собой под нагрузкой.


[B]Переходная пленка [/B]

Когда полимер трется о более твердый материал (например, металл), то частицы полимера переносятся на поверхность металла, образую т.н. «переходную пленку». Образование переходной пленки определяется отношением между поверхностной энергией системы «полимер-металл» и поверхностной энергии полимера.

Переносимые частицы полимера заполняют микродефекты поверхности взаимодействующего материала, уменьшая ее неровность, что приводит к снижению коэффициента трения, и как следствие – уменьшению износа материала. С другой стороны полимер в этом случае взаимодействует уже не с поверхностью другого материала (металла), а с полимером, что уменьшает баланс поверхностной энергии системы и дополнительно снижает коэффициент поверхностного трения.

Комментарии

Главная        Каталог        Решения        Справочник        Сервис        Цены        Компания        Контакты        Блог        Форум