fwjТрение и и износTitle in english0000-00000000-0000AGU10.32864/0202-4977-2025-46-6-536-543fwj-100Research ArticleСтатьиТриботехнические характеристики полимерных композитов на основе ПЭНД при трении по снежному покровуTribotechnical Characteristics of HDPE-Based Polymer Composites at Friction over SnowГригорьевА. Я.GrigorievA. Ya.

ул. Кирова, 32а, г. Гомель 246050

Kirov St., 32a, Gomel 246050

ГуцевД. М.GutsevD. M.

ул. Кирова, 32а, г. Гомель 246050

Kirov St., 32a, Gomel 246050

КудрицкийВ. Г.KudritskyV. G.

ул. Кирова, 32а, г. Гомель 246050

Kirov St., 32a, Gomel 246050

МышкинН. К.MyshkinN. K.

ул. Кирова, 32а, г. Гомель 246050

Kirov St., 32a, Gomel 246050

nkmyshkin@mail.ruБогдановичС. П.BogdanovichS. P.

ул. Кирова, 32а, г. Гомель 246050

Kirov St., 32a, Gomel 246050

СелькинВ. П.SelkinV. P.

ул. Кирова, 32а, г. Гомель 246050

Kirov St., 32a, Gomel 246050

СильченкоИ. Н.SilchenkoI. N.

ул. Кирова, 32а, г. Гомель 246050

Kirov St., 32a, Gomel 246050

СтереховО. С.SterekhovO. S.

ул. Кирова, 32а, г. Гомель 246050

Kirov St., 32a, Gomel 246050

Институт механики металлополимерных систем имени В.А. Белого Национальной академии наук БеларусиБеларусьV.A. Belyi Metal-Polymer Research Institute of National Academy of Sciences of BelarusBelarus202530092026466536543Copyright © AGU, 20262026AGUAGUhttps://fwj.ejournal.by/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://fwj.ejournal.by/jour/article/view/100

Представлены результаты исследования триботехнических характеристик композиционных материалов на основе полиэтилена низкого давления (ПЭ273), модифицированных наполнителями: полиэтиленовым воском (5 %), смесью графита с техническим углеродом (15 %) и сверхвысокомолекулярным полиэтиленом (5 % СВМПЭ).

Цель работы — оценка коэффициента трения материалов о снежный покров и их износостойкости в условиях сухого трения при высоких нагрузочно-скоростных параметрах.

Исследования проводились на трибометре, моделирующем трение о снег и лёд, и на машине трения 2070 СМТ. Установлено, что введение 5 % СВМПЭ в состав базового полимера позволяет снизить коэффициент трения по снегу в 2—3 раза (до 0,02—0,08) в интервале температур от –10 °C до 0 °C. Кроме того, данный состав сохранял работоспособность при трении по стали со скоростью 0,5 м/с и контактном давлении до 1,0 МПа, тогда как другие исследуемые композиции разрушались уже при 0,75 МПа.

Результаты работы имеют практическую значимость для разработки скользящих поверхностей спортивного инвентаря и транспортных саней, эксплуатирующихся в условиях экстремальных температур и механических нагрузок.

Results of evaluating the tribotechnical characteristics of polymer composite materials based on lowdensity polyethylene PE273, modified with various fillers: polyethylene wax (5 %), graphite with carbon black (15 %), and ultra-high molecular weight polyethylene (5 % UHMWPE), are presented.

The aim of the work was to evaluate the friction coefficient during contact with snow and the wear resistance of the materials under conditions of dry friction at extreme load-speed parameters.

The studies were conducted using a specialized tribometer, simulating ski operating conditions, and a 2070 SMT-1 friction machine. It was found that the introduction of 5 % UHMWPE into the base polymer reduces the friction coefficient by a factor of 2—3 (to 0.02—0.08) in the temperature range from –10 °C to 0 °C. Furthermore, this composition-maintained operability at friction over steel at velocity 0,5 m/s at contact pressures up to 1.0 MPa, while other studied composites failed at 0.75 MPa.

The results of the work are of practical importance for the development of sliding surfaces for sports and transportation means operating under extreme conditions of temperature and load.

композиты на основе ПЭНДтрение по снегукоэффициент тренияизносостойкостьмеханические характеристикиэкстремальные условия эксплуатацииНDPE-based compositessnow frictionfriction coefficientwear resistancemechanical propertiesextreme operating conditionsReferencesКаблов Е.Н. Композиты: сегодня и завтра // Металлы Евразии. — 2015, № 1, 36—39Kablov E.N. Kompozity: segodnya i zavtra // Metally Evrazii. — 2015, № 1, 36—39 (in Russian)Песецкий С.С., Мышкин Н.К. Полимерные композиты многофункционального назначения: перспективы разработок и применения в Беларуси (обзор) // Полимерные материалы и технологии. — 2016 (2), № 4, 6—29Peseckij S.S., Myshkin N.K. Polimernye kompozity mnogofunkcional'nogo naznacheniya: perspektivy razrabotok i primeneniya v Belarusi (obzor) // Polimernye materialy i tekhnologii. — 2016 (2), № 4, 6—29 (in Russian)Свириденок А.И., Мышкин Н.К., Ковалева И.Н. Актуальные направления развития трибологии на страницах журнала «Трение и износ» // Трение и износ. — 2015 (36), № 6, 591—594Sviridenok A.I., Myshkin N.K., and Kovaleva I.N. Latest Developments in Tribology in the Journal Friction and Wear // Journal of Friction and Wear. — 20153 (6), no. 6, 449—453. DOI: 10.3103/S106836661506015XKietzig A.M. A Biomimetic Approach to Ice Friction // In: Green Tribology. Green Energy and Technology / Nosonovsky M. and Bhushan B. (eds). — Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-23681-5_9Kietzig A.M. A Biomimetic Approach to Ice Friction // In: Green Tribology. Green Energy and Technology / Nosonovsky M. and Bhushan B. (eds). — Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-23681-5_9Герасимов Н.П. Использование фторопластовой скользящей поверхности для повышения эффективности скольжения беговых лыж // Международный научно-исследовательский журнал. — 2015, № 7(38), 10—12Gerasimov N.P. Ispol'zovanie ftoroplastovoj skol'zyashchej poverhnosti dlya povysheniya effektivnosti skol'zheniya begovyh lyzh // Mezhdunarodnyj nauchno-issledovatel'skij zhurnal. — 2015, № 7(38), 10—12 (in Russian)Cooper J.W. and Mccrum N.G. Anomalous Internal Friction in Linear Polyethylene at Low Temperatures // J Mater Sci — 1972 (7), 1221—1224. https://doi.org/10.1007/BF00550206Cooper J.W. and Mccrum N.G. Anomalous Internal Friction in Linear Polyethylene at Low Temperatures // J Mater Sci — 1972 (7), 1221—1224. https://doi.org/10.1007/BF00550206Gogoleva O.V., Popov S.N., Petrova P.N. et al. Structure and Properties of Composites Based on Ultrahigh-Molecular Polyethylene and Thermally Expanded Graphite // Russ. Engin. Res. — 2014 (34), 743—746. https://doi.org/10.3103/S1068798X14120120Gogoleva O.V., Popov S.N., Petrova P.N. et al. Structure and Properties of Composites Based on UltrahighMolecular Polyethylene and Thermally Expanded Graphite // Russ. Engin. Res. — 2014 (34), 743—746. https://doi.org/10.3103/S1068798X14120120Kanaga Karuppiah K.S., Bruck A. L., Sundararajan S., Wang J., Lin Zh., Xu Zh.-H., and Li X. Friction and Wear Behavior of Ultra-High Molecular Weight Polyethylene as a Function of Polymer Crystallinity // Acta Biomaterialia. — 2008 (4), no. 5, 1401—1410. DOI: 10.1016/j.actbio.2008.02.022Kanaga Karuppiah K.S., Bruck A. L., Sundararajan S., Wang J., Lin Zh., Xu Zh.-H., and Li X. Friction and Wear Behavior of Ultra-High Molecular Weight Polyethylene as a Function of Polymer Crystallinity // Acta Biomaterialia. — 2008 (4), no. 5, 1401—1410. DOI: 10.1016/j.actbio.2008.02.022Адериха В.Н., Песецкий С.С. Слой скольжения беговых пластиковых лыж: специфика условий трения, текущее состояние и перспективы исследований и разработок (обзор) // Полимерные материалы и технологии. — 2019 (5), № 3, 6—23. DOI 10.32864/polymmattech-2019-5-3-6-23Aderikha V.N., Pesetskii S.S. Sloj skol'zheniya begovyh plastikovyh lyzh: specifika uslovij treniya, tekushchee sostoyanie i perspektivy issledovanij i razrabotok (obzor) // Polimernye materialy i tekhnologii. — 2019 (5), № 3, 6—23. DOI: 10.32864/polymmattech-2019-5-3-6-23 (in Russian)Песецкий С.С., Жданок С.А., Крауклис А.В., Богданович С.П., Буяков И.Ф., Голубович В.В. Особенности структуры и свойств полиэтилентерефталата, содержащего добавки углеродных нанонаполнителей и удлинителя цепи // Доклады НАН Беларуси. — 2010 (54), № 6, 105—110Peseckij S.S., Zhdanok S.A., Krauklis A.V., Bogdanovich S.P., Buyakov I.F., Golubovich V.V. Osobennosti struktury i svojstv polietilentereftalata, soderzhashchego dobavki uglerodnyh nanonapolnitelej i udlinitelya cepi // Doklady NAN Belarusi. — 2010 (54), № 6, 105—110 (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.