Приводятся результаты экспериментальных исследований работоспособности антифрикционных полимерных композиционных покрытий в активных водных средах с водородным показателем рН в диапазоне 1,68... 12,45. Работоспособность покрытий определяется величиной адгезионной прочности зоны «покрытие— субстрат». В качестве критерия была выбрана прочность на отслаивание при угле отгиба 180 градусов. Для исследованного диапазона водородного показателя получены адекватные регрессионные модели, позволяющие рассчитать величину адгезионной прочности покрытий и оценить процент её остаточной прочности. Приводятся результаты исследования вклада деформации ползучести полимерных покрытий в формирование эксплуатационного зазора в трибосопряжении. Установлено повышение жёсткости полимерного композита при относительно малых нагрузках в результате капиллярной конденсации водных сред в микропорах и последующей их диффузии в толщу композита. Полученные экспериментальные данные дают представление о процессах деградации свойств антифрикционных покрытий в кислых и щелочных водных средах, а также о возможном снижении ресурса антифрикционных покрытий.
антифрикционный полимерный композит, кислые и щелочные водные растворы, адгезионная прочность, ползучесть.
Введение. Фторопластсодержащие полимерные композиты в качестве антифрикционных покрытий широко используются в современной авиакосмической технике [1]. Расширение области применения этих перспективных материалов требует исследования изменения их эксплуатационных свойств в различных технологических водных средах — моющих, травящих, нейтрализующих и других растворах. Полимерные антифрикционные покрытия рассматриваемого класса представляют собой гибридные композиционные материалы с армирующим каркасом в виде специальной ткани, содержащей фторопластовые нити «полифен» и полиимидные — «аримид-Т» в фенольной матрице. Матричный материал одновременно служит адгезивом, фиксирующем покрытие на субстрате. Полиамидные волокна и нити смачиваются водой и имеют хорошую адгезию к связующим. Они менее стойки в химически активных средах и в воде набухают до 1,5 % [2]. Матричное связующее относится к классу водобензомаслостойких. Однако наличие капилляров и пор в переходных областях «связующее — фторопластовые нити» и «связующее — субстрат» делают клеевое соединение чувствительным к водным средам. Водопоглощение рассматриваемого композита в этом случае достигает 7 % по весу [3]. Таким образом, структурной особенностью рассматриваемых материалов является наличие значительного числа пор и несплошностей по причине отсутствия какой-либо адгезии у фторопластовых нитей к матричному материалу. Кроме того, часть фторопластовых нитей выведена на изнаночную сторону каркаса покрытия и образует сеть микроканалов в переходном слое покрытие — субстрат. Технологические активные водные растворы имеют очень широкую область применения и, соответственно, самый разный состав. Единой сквозной характеристикой подобных водных сред может служить водородный показатель рН.
1. Кохановский, В. А. Трение и изнашивание фторопластсодержащих композитов / B. А. Кохановский, Ю. А. Петров // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. — 2009. — Т. 9, № 1 (40). — C. 30-35.
2. Тынный, А. Н. Прочность и разрушение полимеров при воздействии жидких сред / А. Н. Тынный. — Киев : Наукова думка, 1975. — 206 с.
3. Кноп, А. Фенольные смолы и материалы на их основе / А. Кноп, В. Шейб; под ред. Ф. А. Шутова. — Москва : Химия, 1983. — 280 с.
4. Кохановский, В. А. Вязкоупругие свойства антифрикционных покрытий в водных средах/ В. А. Кохановский, И. Б. Власенко // Трение и смазка в машинах и механизмах. — 2012. — № 12. — С. 34-38.
