Триботехнические характеристики полимерных композитов на основе ПЭНД при трении по снежному покрову

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.

1. Каблов Е.Н. Композиты: сегодня и завтра // Металлы Евразии. — 2015, № 1, 36—39

2. 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—29

3. 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—594

4. Kietzig 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_9

5. Герасимов Н.П. Использование фторопластовой скользящей поверхности для повышения эффективности скольжения беговых лыж // Международный научно-исследовательский журнал. — 2015, № 7(38), 10—12

6. 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/BF00550206

7. Gogoleva 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/S1068798X14120120

8. Kanaga 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.2008.02.022

9. Адериха 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-2019-5-3-6-23

10. 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—110