Не требует смазки
Принцип выпотевания пластификатора и эффект самосмазывания материала «Маслянит-АСКМ»
Самосмазывающийся материал – что это? Давайте разбираться!!!
Способы механо-химической модификации полимеров, введение в них пластификаторов, наполнителей и добавок позволяют реализовать при трении в поверхностном рабочем слое эффекты самосмазывания. Это дает возможность значительно улучшать физико-механические и триботехнические характеристики композитов, расширив их область применения и повысив работоспособность в экстремальных условиях эксплуатации.
Антифрикционный самосмазывающийся композитный материал «Маслянит-АСКМ» группы «Маслянит», «Материалы антифрикционные самосмазывающиеся, локализующие явления нормализации идеального трения» предназначен для работы в узлах трения в качестве подшипников скольжения, скользящих направляющих и уплотнений. Пластификация полимерных материалов осуществляется введением в них веществ (пластификаторов), повышающих эластичность и пластичность материала при переработке и эксплуатации. Непременным условием пластификации является термодинамическая совместимость пластификатора с полимером. На свойства системы полимер-пластификатор кроме качественного и количественного состава компонентов системы оказывает влияние и способ пластификации. Различают внешнюю (межпачечную) и внутреннюю (внутрипачечную) пластификации.
Непременным условием внешней пластификации является полная совместимость полимера с пластификатором, т.е. образование истинного раствора пластификатора в полимере. При этом молекулы пластификатора уменьшают силы межмолекулярного взаимодействия между цепями полимера, частично замещая связи звеньев макромолекул. Молекулы пластификатора раздвигают полимерные цепи и окружают их, образуя промежуточные слои. Цепи полимера становятся более гибкими, эластичными, что и сказывается на повышении пластичности полимера.
Внутренняя пластификация сопровождается химической реакцией, в результате которой изменяется структура самой цепи полимера, что приводит к ослаблению межмолекулярных связей между крупными элементами надмолекулярной структуры. В этом случае пластификатор не способен равномерно распределяться в объеме полимера, а действует на границе раздела между этими элементами, изменяя механические и термодинамические свойства.
Если количество введенного в полимер пластификатора превышает концентрацию, соответствующую равновесному пределу его совместимости с полимером, то избыток пластификатора может выделяться из системы в процессе эксплуатации материала, особенно при воздействии внешних факторов (нагрузка, скорость относительного скольжения, температура). Такими внешними факторами являются условия, возникающие при трении полимера с металлом.
Нами предложена модель «выпотевания» пластификатора из объема полимера на поверхность трения при повышении температуры в зоне локального фрикционного контакта с металлом. Данная модель и послужила началом создания нового класса самосмазывающихся пластмасс.
Используя в качестве пластификаторов полимера смазочные материалы, совместимые с выбранной полимерной матрицей, удалось обеспечить на поверхностях скольжения граничные смазочные слои, предотвращающие схватывание и реализующие условия для идеального трения между полимером и металлом. Выявленная закономерность движения молекул пластификатора из объема материала к поверхности трения вследствие разницы температур и определяет регенерацию смазочной пленки, которая будет тем интенсивней, чем выше температурный градиент полимерной композиции в трибосопряжении.
Технология химического наноконструирования антифрикционных самосмазывающихся полимерных композиций предусматривает высокую пластификацию полимерной матрицы в процессе ее переработки в изделия. Это связано с тем, что одним из условий реализации эффекта самосмазывания является необходимость образования на поверхностях трения адсорбционных смазочных слоев, способных облегчить скольжение, снизить коэффициент трения и предотвратить схватывание трущихся поверхностей.