Antifriction and Mechanical Properties of Thermoplastic Matrix of Polyetheretherketone Composites Based

Abstract

Исследована структура и проведены механические и трибологические испытания композитов на основе термопластичной матрицы полиэфирэфиркетона (ПЭЭК), наполненного углеродными волокнами различного (нано-, микро-и миллиметрового) размера. Решалась задача разработки композитов, пригодных для эксплуатации в условиях металлополимерных и керамополимерных трибосопряжений, включая эндопротезы. Показано, что приповерхностный слой ПЭЭК-композита, модифицированного углеродными нановолокнами, в процессе трения может выполнять демпфирующую роль, повышая износостойкость в 1,5-2 раза. Углеволокна микронной и миллиметровой длины являются преимущественно армирующими наполнителями, повышая износостойкость ПЭЭК-композита до 7 раз в металлополимерном сопряжении, однако снижают её до 16 раз в керамополимерном варианте. Показано, что выбором типа и содержания наполнителей в ПЭЭК (углеродных нано/микро/миллиметровых волокон) можно целенаправленно изменять трибомеханические свойства, определять и расширять области и номенклатуру изделий для узлов трения в машиностроении и медицине, в том числе формируемых с применением аддитивных технологий.

Development of Polymer Composite Materials Based on Ultrahigh-Molecular Weight Polyethylene and Carbon Fillers

“…A decrease in the friction coefficient of composites is found in comparison with the starting polymer. This can be explained by the unique antifriction properties of carbon fibers acting as a solid lubricant [15][16][17].…”

Development of Composite Materials Based on Ultrahigh-Molecular Weight Polyethylene and Thermally Expanded Graphite

“…UHMWPE is used as a seal for the piston of a hydraulic cylinder in arrangement with other materials, most often with elastomers. Nanofillers [6][7][8], including mechanically activated ones [9,10], irradiation of composites by charged particle beams [11,12], ion implantation [13] and conditional chemical modification [14] are used to improve the properties of UHMWPE.…”