Влияние базальтового волокна на свойства и структуру композитов на основе политетрафторэтилена

Abstract

В данной работе приведены результаты физико-механических, триботехнических и структурных исследований композитов на основе политетрафторэтилена (ПТФЭ), наполненного измельчённым базальтовым волокном (БВ). Установлено, что введение активированного в планетарной мельнице БВ со средним диаметром 9 мкм и длиной от 50 до 150 мкм в количестве 1-5% массы в ПТФЭ приводит к существенному повышению износостойкости материала - более чем в 1700 раз при сохранении или росту деформационно-прочностных характеристик по сравнению с ненаполненным полимером. Методом сканирующей электронной микроскопии показана трансформация надмолекулярной структуры ПТФЭ от ламеллярной до гетерофазной при добавлении активированного БВ в объёме материала и поверхностях трения. Показано, что в процессе изнашивания ПКМ происходит локализация БВ на поверхностях трения, что связано с избирательным износом менее прочной матрицы. В результате формируется не только ориентированная структура, но и дискретная поверхность, где БВ являются элементами, воспринимающими нагрузку, что резко снижает площадь фактического контакта. Методом ИК-спектроскопии зарегистрирована интенсификация трибоокислительных реакций на поверхности трения композитов, стимулированная активированным БВ (БВА), и формирование вторичных структур, локализующих сдвиговые деформации и предохраняющих материал от изнашивания.