Введение к работе
Актуальность проблемы.
Среди различных антифрикционных материалов особенное значение для машиностроения имеют тонкослойные полимерные покрытия, позволяющие соединить самосмазывающие свойства наполненного полимера с высокой теплопроводностью металла. Антифрикционные износостойкие покрытия с успехом применяются для обеспечения надежной работы узлов трения в экстремальных условиях, когда невозможно использовать обычные антифрикционные самосмазывающиеся материала. Особенно важно применение таких покрытий в изделиях сложной конструкции, тросах и т. п.
Разработка антифрикционных термостойких тонкослойных покрытий представляет собой сложную научную проблему, связанную, в первую очородь, с получением термореактивных связующих, сочетающих высокую термическую и трибохимическую стабильность с технологичностью и улучшенными физико-механическими свойствами. Создание новых материалов определяется на современном этапе не столько синтезом новых полимеров, сколько модификацией уже известных. Одним из перспективных методов модификации свойств полимеров является получение полимер-полимерных и олигомер-полимерных смесей, сочетающих в себе качества используемых компонентов и, зачастую, проявляющих неаддитивность свойств.
В качестве св-язугчцих для антифрикционных покритий в настоящее время используются такие представители гетероциклоцепмых полиноров, как синтезированные в 70-х годах поли-бис-малеимиааминн. Однако, применению этих полимеров в ряде случаев препятствуют их хрупкость и недоотлточно высокая
термическая и трибохимическая стабильность. Несомненный интерес для повышения физико-механических и термических характеристик полимерного связующего представляет введение в его структуру термостойких линейных фрагментов, содержащих имидные циклы, что позволяет регулировать химическое строение и частоту сетки термореактивного полимера.
Цель и эалачи исслеловаиия.
Настоящая диссертационная работа посвящена исследованию
химических аспектов создания антифрикционных покрытий. Эта
задача включает в себя получение новых сетчатых полиимидов
для тонкослойных покрытий, изучение строения и свойств
полимерного связующего, исследование формирования структуры
покрытия на металлической подложке в различных температурных
режимах и установление связи между строением полимерных
связующих, сформированных в присутствии различных
антифрикционных наполнителей, и ~ трибологическими
характеристиками покрытий на их основе.
Научная новизна работы.
Получен ряд новых сетчатых полиимидов из не описанных
ранее термореактивных аддуктов 4,4'-бис-
(малеимидо)дифенилметана и низкомолекулярных олигоамидокислот
- продуктов взаимодействия диангидрида пиромеллитовой кислоты
и 4,4'-диаминодифенилоксида. Те же продукты и
полиамидокислота аналогичного строения были использованы для
химической модификации олиго-бис-малеимидамина,
синтезированного из 4,4'-бис-(малеимидо)дифенилметана и 4,4'-диаминодифенилметана. В результате проведенных исследований показано, что химические процессы, протекающие при нагревании
полимерных смесей, приводят к формированию структуры модифицированного поли-бис-малеимидамина, характеризующегося повыоенными термическими и физико-механическими свойствами. На каждой стадии термообработки выделена доминирующая термохимическая реакция из протекающих в системе одновременно либо последовательно миграционной сополимеризации, термической циклодегидратациии и трехмерной полимеризации с раскрытием двойных связей малеимидного цикла. Показано, что в зависимости ог строения модификатора и условий формирования сетки величина среднечисловой молекулярной массы межузлового фрагмента модифицированного полимера может регулироваться в широких пределах - от 22000 до 2600.
Впервые созданы антифрикционные покрытия на основе модифицированного полиаминоимида, содержащего в структуре сетки полипиромеллитимидные фрагменты. Установлено, что повышение термической устойчивости и величины межузлового фрагмента сетчатого связующего улучшает фрикционные показатели тонкослойных покрытий (износостойкость и коэффициент трения*широком/ интервале температур).
Практическая ценность работы. Путем химической модификации промышленного полиаминоимида структурами,, формирующими имиднде циклы при переработке, получены новые сетчатые полиимидные связующие, обладающие улучшенными эксплуатационными характеристиками. Достигнуто резкое снижение хрупкости поли-бис-малеимидаминов: ударная вязкость сополимера полиаыиноимид-.полиаыидокислота возрастает до ю-12 кг*см/см2 по сравнению с 1-2 кг*см/см2 у исходного ПАИС:.
В тонкослойных покрытиях на основе связующего, содержащего реакционноспособные -С=С-связи, аминогруппы и амидокислотные фрагменты, рекомендована к применению смесь антифрикционных наполнителей - графита и дисульфида молибдена, избирательно влияющих на протекающие термохимические реакции. Термическая деструкция в наполненных системах начинается с 450-470С, теплостойкость сохраняется вплоть до температуры разложения полимера.
На основе полученных связующих разработаны тонкослойные антифрикционные покрытия, обнаруживающие в сопоставимых условиях снижение коэффициента трения f с 0,28-0,30 до 0,18 и в два раза меньший весовой износ относительно покрытий на основе исходного ПАИС. Высокая износостойкость покрытия при обычных и повышенных температурах сочетается с хорошими смазочными свойствами и технологичностью при нанесении.
Результаты испытаний созданных покрытий на стендах КБ НПО им. С. А. Лавочкина свидетельствуют о перспективности использования полученных сетчатых полиимидов в качестве связующего для термостойких полимерных антифрикционных покрытий.
Апробация работы.
Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на научно-технических конференциях по применению композиционных материалов в народном хозяйстве ( г. Солигорск. 1992 г., г. Брянск, 1993 г.), конференции молодых ученых и аспирантов ИНЭОС РАН, 1994 г.(1-ая премия).
Пг4/1нкемнн, По теме диссертации опубликовано 2 статьи и 2 тезисов докладов.
Объем и структура работы.
![Синтез и исследование свойств полиимидов и сополиимидов на основе [(2-амино-)- или (2-аминометил-)бицикло[2.2.1]гепт-3-ил)]анилинов](/i/i/4483/387416.png "Синтез и исследование свойств полиимидов и сополиимидов на основе [(2-амино-)- или (2-аминометил-)бицикло[2.2.1]гепт-3-ил)]анилинов Потаёнкова Елена Александровна")
