Введение к работе
Актуальность проблемы. Одним из современных направлений химии высокомолекулярных соединений является использование полимеров в качестве покрытий для защиты поверхности металла и придания ей специальных свойств. С этой точки зрения фторированные полимерные материалы представляют особый интерес. Благодаря повышенной стойкости к различным воздействиям весьма целесообразным представляется их использование для получения покрытий широкого спектра назначения. Однако их применение с этой целью весьма ограничено из-за сложной технологии переработки фторполимеров в покрытия, а также в связи с высокой адгезионной инактивностью по отношению к металлическим поверхностям. Данные проблемы могут быть решены при формировании металлополимерных покрытий из водных дисперсий фторопласта с использованием метода катодного электроосаждения. Включение в состав полимерного покрытия металла придает ему такие свойства, как высокие тепло- и электропроводность, сопротивление механическому износу. Покрытие имеет надежное сцепление с основой при сохранении антиадгезионных и водоотталкивающих свойств, свойственных полимеру. Метод катодного формирования покрытий также обеспечивает ряд технологических преимуществ: покрытия получаются непосредственно на поверхности изделия и имеют заданную толщину, появляется возможность нанесения равномерных по толщине покрытий на изделия сложной конфигурации. В процессе катодного формирования композиционных металлополимерных покрытий происходит сочетание электролитического выделения металлов с внедрением в них дисперсных частиц различных размеров и видов. В зависимости от свойств частиц дисперсной фазы становится возможным получение покрытий с улучшенными эксплуатационными характеристиками. В связи с этим расширяются возможные области применения композиционных полимерных, покрытий, а
одной из важных научно-технических задач становится разработка новых их видов и методов управления их свойствами.
Работа выполнена в рамках госбюджетных НИР «Разработка научных основ синтеза (со)полимеров ионной и радикальной полимеризации и модификации физико-химических свойств полимерных композиционных материалов» № государственной регистрации 0120.0 852837
Цель работы. Изучение закономерностей формирования покрытий на основе водных дисперсий сополимера тетрафторэтилена с этиленом, содержащих никель, и изучение свойств полученных металлополимерных покрытий.
Научная новизна
- впервые получены полимерные дисперсии на основе сополимера
тетрафторэтилена с этиленом, стабилизированные олигомерным катионным
фторированным поверхностно-активным веществом (ПАВ), для нанесения на
металлическую поверхность методом катодного электроосаждения;
- дано обоснование состава полимерных дисперсий сополимера
тетрафторэтилена с этиленом на основе изучения адсорбционных,
реологических и электрокинетических свойств полимерных дисперсий;
показано влияние содержания дисперсной фазы и состава дисперсионной среды в суспензии фторполимера в электролите на состав и свойства формируемых покрытий;
определены морфология и свойства композиционных покрытий на основе водных дисперсий сополимера тетрафторэтилена с этиленом в растворе электролита никелирования. Показано, что сформированное в процессе катодного электроосаждения композиционное металлополимерное покрытие является двухслойным. В процессе оплавления происходит контракция нижнего слоя с формированием на поверхности тонкой полимерной пленки;
Практическая ценность работы. Получены никельфторопластовые покрытия, обладающие пониженным коэффициентом трения по сравнению с
гальваническими никелевыми покрытиями и высокой микротвердостью относительно фторполимерных покрытий.
Разработана технология получения композиционных
металлополимерных покрытий различного функционального назначения на основе созданных полимерных дисперсий сополимера тетрафторэтилена с этиленом. Покрытия прошли опытно-промышленные испытания на ОАО «НПО Сатурн» и ООО «Риарм», положительные результаты подтверждены актами испытаний.
Личный вклад автора. Непосредственное участие во всех этапах работы и обсуждения результатов.
Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на III международной научно-технической конференции "Полимерные композиционные материалы и покрытия" (Ярославль, 2008 г.); VI и VII Всероссийских научно-практических конференциях "Защитные и специальные покрытия, обработка поверхности в машиностроении и приборостроении" (Пенза, 2009, 2010 гг.); 7 и 8 Международных конференциях "Покрытия и обработка поверхности" (Москва, 2010,2011 гг.)
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 9 работах, в том числе в 6 статьях, из которых 2 статьи в рецензируемых журналах из перечня ВАК.
Объём и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов и списка использованной литературы, изложена на 129 страницах машинописного текста, содержит 4 таблицы, 37 рисунков, 3 приложения, 144 источника.
