Nanofilled Antifriction Polymeric Composite Materials for Parts of Friction Units of Sea and River Transport

Abstract

The tribological properties of epoxy-composite materials filled with nano- and microdispersed particles and thermoplastic under the influence of the environment of seawater have been analyzed. It has been found that the composition of the material, friction conditions and the marine environment significantly affect the tribological properties of composites. The tribological properties of the developed epoxy matrix, which contains two different hardeners, have been studied. Improvement of the tribological properties of composites with the introduction of nanographite and pearlite particles into their composition has been proved. A method for improving the antifriction properties of polymer composite materials by combining a thermoset matrix filled with nano- and dispersed particles with thermoplastic granules has been proposed. It is proved that the tribological properties of epoxy-composite thermosetting plastics have been improved by adding granules of a thermoplastic filler called PA-6 polyamide into their composition during friction under the influence of seawater. On the basis of the obtained research results, the assumptions of the mechanism of wear of epoxy composites with a two-component bidispersed filler have been suggested. To confirm the results obtained, the study of the surface roughness of the composites in the contact area after friction testing using a profilometer, as well as an optical method, has been conducted. Recommendations are given for the use of the developed composite with thermoplastic granules for the manufacture of sliding bearings. Проаналізовано трибологічні властивості епоксидних композиційних матеріалів, наповнених нано- та мікродисперсними частинками та термопластиком, під впливом середовища морської води. Встановлено, що склад матеріалу, умови тертя та морське середовище суттєво впливають на трибологічні властивості композитів. Вивчено трибологічні властивості розробленої епоксидної матриці, яка містить два різні затверджувачі. Доведено вдосконалення трибологічних властивостей композитів із введенням до їх складу частинок нанографіту та перліту. Запропоновано метод поліпшення антифрикційних властивостей полімерних композиційних матеріалів шляхом поєднання термореактивної матриці, заповненої нано- та мікродисперсними частинками, з термопластичними гранулами. Доведено, що трибологічні властивості епоксидно-композиційних термореактивних пластмас були покращені за рахунок додавання до їх складу гранул термопластичного наповнювача, який називається поліамід PA-6, під час тертя під впливом морської води. На основі отриманих результатів досліджень запропоновано припущення про механізм зносу епоксидних композитів з двокомпонентним бідисперсним наповнювачем. Для підтвердження отриманих результатів проведено дослідження шорсткості поверхні композитів у зоні контакту після випробування на тертя за допомогою профілометра, а також оптичного методу. Дано рекомендації щодо використання розробленого композиту з термопластичними гранулами для виготовлення підшипників ковзання.