№74-19
Вплив мікрорельєфу металевих поверхонь субстрату на адгезійні властивості мета-арамідних покриттів
А.В. Клименко1, З.В. Сазанішвілі1
1Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна
Coll.res.pap.nat.min.univ. 2023, 74:222-229
https://doi.org/10.33271/crpnmu/74.222
Full text (PDF)
АНОТАЦІЯ
Мета. Для покращення триботехнічних властивостей поверхонь деталей прогресивним методом є нанесення полімерного покриття на порівняно дешевий металевий матеріал. Під час вибору полімерів для використання у вузлах тертя, важливими є оцінка їх властивостей, а саме міцності, теплостійкості та зносостійкості. У технологічному процесі нанесення покриттів визначною характеристикою є адгезія полімерів. До умов, що впливають на формування адгезійного контакту, слід віднести стан поверхні субстрату та в’язкість полімерного матеріалу. Метою даної роботи є детальне дослідження впливу природи та мікрорельєфу поверхні субстрата на адгезійну здатність саме мета-араміду.
Методика. Для досягнення мети наносили покриття на металеві пластини з вуглецевої сталі Ст3 та мідного сплаву М1, шорсткість поверхні яких змінювали за допомого абразивних шліфувальних кругів. Вихідний матеріал покриття у вигляді дрібнодисперсного порошку розчиняли в диметилацетаміді. Покриття завтовшки 80…100 мкм формувалося шляхом нанесення розчину мета-араміду на поверхню металевого субстрата з наступним випаровуванням розчинника в сушильній шафі за температури 150…160ОС впродовж 45…50 хвилин. Для виведення залежності міцності адгезійного з’єднання мета-арамідного покриття від шорсткості поверхні сталевого та мідного субстрату за різних концентрацій полімерного розчину в роботі проведена математична обробка, апроксимація й екстраполяція, експериментальних даних.
Результати. Досліджено вплив мікрорельєфу поверхні металевих субстратів та в’язкість полімерного розчину на адгезійну здатність мета-арамідних покриттів. Методом математичного моделювання встановлені оптимальні параметри шорсткості субстрату та концентрації полімерного розчину.
Наукова новизна. Встановлено залежність між адгезійними показниками та шорсткістю металевих поверхонь, що допомагає сформувати рекомендації щодо параметрів шорсткості поверхні субстрату для забезпечення адгезії покриття.
Практична значимість. Застосування технології нанесення полімерних покриттів дозволяє збільшити роботоспроможність деталей у вузлах тертя, використовуючи порівняно дешеві металеві матеріали для їх виготовлення. Отримані результати формують рекомендації щодо параметрів шорсткості поверхні субстрату та концентрації полімерного розчину.
Ключові слова: полімерне покриття, мета-арамід, металевий субстрат, мікрорельєф, адгезія.
Перелік посилань
1. Бурі, О. І. (Ред.). (2010). Полімерні композити: одержання, властивості, застосування. Федорченко А. А.
2. Klymenko, A., Sytar, V., & Kolesnyk, I. (2014). Adhesion of poly(m-, p-phenylene isophtalamide) coatings to metal substrates. Progress in Organic Coatings, 77(11), 1597–1602.
https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2014.04.028
3. Awaja, F., Gilbert, M., Kelly, G., Fox, B., & Pigram, P. J. (2009). Adhesion of polymers. Progress in Polymer Science, 34(9), 948–968.
https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2009.04.007
4. Pocius, A.V. (2012).Adhesion and Adhesives Technology. Carl Hanser Verlag, Munich.
5. Wang, H. (2006). Improving the Adhesion of Polyethylene by UV Grafting. The Journal of Adhesion, 82(7), 731–745.
https://doi.org/10.1080/00218460600775815
6. Gallini, J. (2005). Encyclopedia of polymer science and technology: Vol. 3. Polyamides, aromatic. John Wiley & Sons.
7. García, J.M., García, F.C., Serna, F., & Peña, J.L. (2010). High-performance aromatic polyamides. Progress in Polymer Science, (35), 623–686.
8. Fink, J.K. (2008). High performance polymers. New York: William Andrew Inc.
9. Yang, H.H. (1989). Aromatic high-strength fibers.New York:Wiley.
10. García, J. M., García, F. C., Serna, F., & de la Peña, J. L. (2010). High-performance aromatic polyamides. Progress in Polymer Science, 35(5), 623–686.
https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2009.09.002
11. Joven, R.V. (2007). Manufacturing Kevlar panels by thermo-curing process. Los Andes University.
12. Клименко, А. В., Ситар, В. І., & Колесник, Є. В. (2013). Спосіб нанесення полімерного покриття на металеву поверхню (Патент № 107878).
