Preview

Frontier Materials & Technologies

Расширенный поиск

Эпоксидные антифрикционные покрытия, наполненные обработанной поверхностно-активными веществами золой рисовой шелухи

https://doi.org/10.18323/2073-5073-2021-3-28-36

Полный текст:

Аннотация

Использование эпоксидных антифрикционных покрытий позволяет существенно понизить тепловую напряженность в зоне трения и расширить температурный интервал работы покрытия при сохранении высокой износостойкости. Рассматривается влияние неактивированного и активированного поверхностно-активными веществами силикатного наполнителя – золы рисовой шелухи (ЗРШ) на физико-химические и механические свойства эпоксидных материалов, применяемых в качестве антифрикционных покрытий. Все исследованные образцы ЗРШ, как исходной, так и активированной ПАВ, имеют щелочную природу поверхности. Установлено, что все катионные четвертичные аммонийные соли (ЧАС) снижают рН ЗРШ. В то же время неионогенный ОКСИПАВ повышает этот показатель. Активация поверхности ЗРШ как четвертичными аммонийными солями, так и аминосиланами значительно уменьшает пористость этого силиката. При этом средний диаметр пор несущественно изменяется, а их удельная поверхность значительно падает, в меньшей степени при активации неионогенным ЧАС. Применение ЧАС и аминосиланов в количестве 33 % для активации поверхности исследуемого силикатного наполнителя снижает его модифицирующий эффект в эпоксидных композициях независимо от химического строения применяемых ПАВ, что является нестандартным эффектом. Поэтому можно предположить, что была использована неоптимальная концентрация ЧАС и аминосиланов. Установлено, что оптимальной является концентрация 50 % спиртового раствора КАТАПАВ 14,7–21 %. В этом интервале содержания ЧАС имеет место значительный рост твердости (порядка 40 %), некоторое снижение износа (порядка 10 %) и существенное уменьшение коэффициента статического трения (до 2 раз). Одновременно повышается адгезия к металлу до 3 раз и прочность при изгибе до 25 %. Таким образом, зола рисовой шелухи, активированная оптимальным количеством ЧАС, является эффективным наполнителем эпоксидных покрытий, улучшающим их антифрикционные свойства и повышающим износостойкость, твердость, прочностные и адгезионные характеристики.

Об авторах

Алина Равилевна Валеева
Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева – КАИ, Казань (Россия)
Россия

ассистент кафедры материаловедения, сварки и производственной безопасности



Елена Михайловна Готлиб
Казанский национальный исследовательский технологический университет, Казань (Россия)
Россия

доктор технических наук, профессор кафедры технологии синтетического каучука 



Екатерина Сергеевна Ямалеева
Казанский национальный исследовательский технологический университет, Казань (Россия)
Россия

кандидат технических наук, доцент кафедры медицинской инженерии



Список литературы

1. Анисимов А.В., Бахарева В.Е., Никитина И.В., Савелов А.С. Полимерные композиты в узлах трения машин и механизмов северного исполнения // Вопросы материаловедения. 2017. № 3. С. 83–100.

2. Кулагина Г.С., Коробова А.В., Ильичев А.В., Железина Г.Ф. Физические и физико-механические свойства антифрикционного органопластика на основе комбинированного тканого наполнителя и эпоксидного связующего // Труды ВИАМ. 2017. № 10. С. 69–77.

3. Колесников В.И., Авилов В.В., Савенкова М.А., Воляник С.А., Сычев А.П. Пути повышения износостойкости тяжелонагруженных узлов трения // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. 2018. № 2. С. 8–15.

4. Черненко Д.Н., Черненко Н.М., Щербакова Т.С., Грудин И.Г., Назаров А.И., Солдатов М.М. Антифрикционная композиция и способ её получения: патент РФ № 2751337, 2021.

5. Прудников М.И. Антифрикционные твердосмазочные покрытия – современная альтернатива резьбовым пастам для сборки обсадных труб // Сфера. Нефть и газ. 2016. № 4. С. 38–40.

6. Готлиб Е.М., Галимов Э.Р., Хасанова А.Р., Черезова Е.Н., Шакирова А.К., Ямалеева Е.С. Динамические механические свойства эпоксидных материалов, наполненных волластонитом // Вестник технологического университета. 2018. Т. 21. № 1. С. 5–9.

7. Ахметзянов Р.Р., Вагизов Т.Н., Галимов Э.Р. Разработка составов и технологии изготовления дисперсно наполненных композиционных материалов для узлов трения // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. 2019. Т. 75. № 2. С. 61–65.

8. Tong K.T., Vinai R., Soutsos M.N. Use of Vietnamese rice husk ash for the production of sodium silicate as the activator for alkali-activated binders s // Journal of Cleaner Production. 2018. Vol. 201. P. 272–286. DOI: 10.1016/j.jclepro.2018.08.025.

9. Rohani A.B., Rosiyah Y., Seng N.G. Production of High Purity Amorphous Silica from Rice Husk // Procedia Chemistry. 2016. Vol. 19. P. 189–195. DOI: 10.1016/j.proche.2016.03.092.

10. Geraldo R.H., Fernandes L.F.R., Camarini G. Water treatment sludge and rice husk ash to sustainable geopolymer production // Journal of Cleaner Production. 2017. Vol. 149. P. 146–155. DOI: 10.1016/j.jclepro.2017.02.076.

11. Kumar T.V., Chandradekaran M., Mohanraj P., Balasubramanian R., Muraliraja R., Shaisundaram V.S. Fillers preparation for polymer composite and its properties – a review // International Journal of Engineering & Technology. 2018. Vol. 7. № 2. P. 212–217.

12. Xu C., Zheng Z., Wu W., Wang Z., Fu L. Dynamically vulcanized PP/EPDM blends with balanced stiffness and toughness via in-situ compatibilization of MAA and excess ZnO nanoparticles: Preparation, structure and properties // Composites Part B: Engineering. 2019. Vol. 160. P. 147–157. DOI: 10.1016/j.compositesb.2018.10.014.

13. Hafez A.I. Synthesis of Silica and Silica Compounds Based on Rice Husk Ash: Article Review // Water, Energy, Food and Environment Journal. 2020. Vol. 1. № 2. P. 37–45.

14. Zabolotnykh S.A., Shcherban M.G., Solovyev A.D. Effect of the hydrochloric acid concentration on the surface-active and functional characteristics of linear alkylbenzenesulfonic acid // Bulletin of the Karaganda university. Chemistry series. 2020. № 3. P. 72–79. DOI: 10.31489/2020Ch3/72-79.

15. Каблов Е.Н., Сагомонова В.А., Целикин В.В., Долгополов С.С., Сорокин А.Е. Полимерный композиционный материал с интегрированным вибропоглощающим слоем: патент РФ № 2687938, 2019.

16. Готлиб Е.М., Хасанова А.Р., Галимов Э.Р., Соколова А.Г. Эпоксидные антифрикционные материалы с волластонитом // Вестник МГСУ. 2019. Т. 14. № 3. С. 311–321.

17. Fedoseev M.S., Shcherban M.G., Derzhavinskaya L.F. Improving adhesion between epoxy adhesive compositions and aluminum using epoxy-and amino-alkoxysilane promoters // Polymer science - Series D. 2020. Vol. 13. № 4. P. 401–406.

18. Ye Q., Yuan Q., Huang F. Preparation and properties of propargyl ether-terminated poly(imide siloxane)s and their composites // High Performance Polymers. 2021. Vol. 33. № 3. P. 264–276. DOI: 10.1177/0954008320954523.

19. Chan J.X., Wong J.F., Petru M., Hassan A., Nirmal U., Othman N., Ilyas R.A. Effect of Nanofillers on Tribological Properties of Polymer Nanocomposites: A Review on Recent Development // Polymers. 2021. Vol. 13. № 17. Article number 2867. DOI: 10.3390/polym13172867.

20. Nadlene R., Sapuan S.M., Jawaid M., Ishak M.R., Yusriah L. The effects of chemical treatment on the structural and thermal, physical, and mechanical and morphological properties of Rice Hull Ash reinforced PVC composites // Polymer Composites. 2018. Vol. 39. № 1. P. 274–287.


Рецензия

Для цитирования:


Валеева А.Р., Готлиб Е.М., Ямалеева Е.С. Эпоксидные антифрикционные покрытия, наполненные обработанной поверхностно-активными веществами золой рисовой шелухи. Вектор науки Тольяттинского государственного университета . 2021;(3):28-36. https://doi.org/10.18323/2073-5073-2021-3-28-36

For citation:


Valeeva A.R., Gotlib E.M., Yamaleeva E.S. Epoxy antifriction coatings filled with the rice husks ash treated with surfactants. Science Vector of Togliatti State University . 2021;(3):28-36. (In Russ.) https://doi.org/10.18323/2073-5073-2021-3-28-36

Просмотров: 210


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2782-4039 (Print)
ISSN 2782-6074 (Online)