CC BY
1Таблица 1. Удельное объемное электрическое сопротивление электропроводящих полиэтиленовых композитов после 18 месяцев экспонирования в различных условиях_
Материал Отапливаемое помещение (контроль) На полигоне климатических испытаний в свободном состоянии На полигоне климатических испытаний в среде бензина
273-83/РЕ1296 172 22 127
273-83/РЕ1296+0,5 мас.% СО-3 1479 1431 76706
Видно (таблица 1), что введение стабилизатора в состав композита приводит к многократному повышению удельного сопротивления, усугубляющегося при экспонировании в среде бензина. Полученный результат обусловлен формированием поперечных сшивок, а также набуханием, вызывающим разрыв некоторых токопроводящих цепочек [2].
Таким образом, показано, что в зависимости от состава и функционального назначения полиэтиленовых композитов, их стойкость к воздействию естественных климатических факторов существенно различается. Для достоверного оценивания стойкости материалов к воздействию ожидаемых эксплуатационных условий следует проводить длительные климатические испытания.
Работа выполнена в рамках Госзадания Министерства науки и высшего образования РФ № 122011100162-9 с использованием научного оборудования Центра коллективного пользования ФИЦЯНЦ СО РАН.
Литература
1. Петухова Е.С., Федоров А.Л., Аргунова А.Г. Исследование механизмов деградации полиэтилена при продолжительном воздействии естественных климатических факторов // Высокомолекулярные соединения. Серия Б. - 2023. - Т. 65, № 5. - С. 392-402. DOI: 10.31857/S2308113923700572
2. Петухова Е.С., Федоров А.Л., Аргунова А.Г. Исследование климатической стойкости полиэтиленовых электропроводящих материалов для топливных канистр в условиях Севера и Арктики // Материаловедение. - 2023. - № 2. - С. 12-17. DOI: 10.31044/1684-579X-2023-0-2-12-17
DOI: 10.24412/cl-37269-2024-1-251-253
РАЗРАБОТКА МАШИНЫ ТРЕНИЯ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Федоров А.Л.
Институт проблем нефти и газа СО РАН, г. Якутск [email protected]
В данной работе приведены характеристики и возможности разработанной машины трения для исследования полимерных материалов, отличительной особенностью которой является компактность и мобильность. Данное свойство машины позволит проводить испытания внутри термических, барометрических и др. видов камер, обеспечивающих всевозможные условия.
Исследование процессов изнашивания полимерных материалов является важной составляющей при определении надежности узлов трения, в которых эти материалы используются. Часто на практике с целью исследования триботехнических характеристик используются испытательные машины универсального действия, которые обеспечивают различные схемы трения. Однако, универсальность этих машин прямо пропорциональна их стоимости. В нынешних реалиях экономической и политической ситуации в стране доступность оборудования для приобретения (либо самого оборудования, либо аксессуаров) очень сильно снижена.
В связи с этими обстоятельствами, разработка испытательного оборудования является актуальной задачей. Кроме выигрыша в стоимости при самостоятельной разработке, имеется преимущество в том, что разрабатываемое оборудование можно оснастить всевозможными аксессуарами по мере востребования тех или иных задач, например, оснастить термокамерой, оборудовать камерой для поддержания определенной газовой среды и влажности и т. д. В рамках данной работы была разработана машина трения, обеспечивающая схему трения «палец-диск». Разрабатываемая машина трения, благодаря своим компактным габаритам может быть помещена в термическую камеру и, таким образом, можно провести испытания материалов в температурном диапазоне, на который способна термическая камера. Опять же, благодаря малым габаритам машину можно установить в вакуумную/барометрическую камеру, чтобы проводить испытания в различных газовых средах, либо в вакууме или при разных давлениях. Кроме этого, машина трения сконструирована таким образом, чтобы можно было использовать оптические/спектральные оснастки для визуального/спектроскопического наблюдения за поверхностью контртела в режиме гп-эИи для получения более информативных данных.
Технические характеристики машины трения представлены в таблице 1.
Таблица 1. Технические характеристики машины трения
Параметр Значение
Габариты (ДШ/В), мм 300x140x250
Вес (без учета грузов для создания усилия прижима), кг 10,5
Прижимающее усилие, Н 0-200
Скорость оборотов диска, об/мин. 5-500
Скорость скольжения, м/с 0,01-1
Потребляемая мощность, Вт, не более 500
Электропитание ~230 В/50 Гц
На рис. 1 приведена фотография машины трения.
Рис. 1. Внешний вид машины трения
Кинематика. Принципиальная кинематическая схема машины трения приведена на рис. 2. Вращение передается штоку (1), на котором установлено контртело (диск) (2) от двигателя (3) через ременную передачу. В качестве ремня использован зубчатый ремень (4), в качестве шкивов использованы зубчатые шкивы (5). Выбор такого рода передачи обусловлен устранением эффекта проскальзывания при повышенных нагрузках на вращающийся диск.
Рис. 2. Кинематическая схема машины трения
Механизм нагружения образца и измерение момента трения. Механизм нагружения образца при трении можно также рассмотреть на рис. 2. Механизм нагружения выполнен в виде коромысла (6). С противоположной стороны от конца, где устанавливается образец (9) имеется груз с резьбой (7), предназначенный для уравнивания рычага (коромысла). Нагруже-ние непосредственно осуществляется установкой грузов (8) над той частью коромысла, где закреплен образец. Выбор того или иного значения нагрузки производится подбором грузов. Тензометрический датчик (10), установленный в сам рычаг, используется для измерения сил, отклоняющих образец при вращении диска, из которых рассчитывается коэффициент трения.
Электроника. Электронное управление осуществляется на основе Arduino UNO. В задачи электроники входит, управление электромотором, считывание сигнала с датчика момента трения и расчет коэффициента трения, запись данных на карту памяти, отсчитывание количества времени, которое соответствует определенному пути трения. Рассчитанные значения коэффициента трения также передаются через последовательный порт, на случай если необходимо отображать данные на компьютере в режиме реального времени.
Тарировка датчика момента трения. В качестве датчика момента трения используется тензометрический датчик (измерение силы до 200H) совместно с платой АЦП HX711. Данный датчик можно калибровать при помощи весовых гирь, установив машину трения в горизонтальное положение, чтобы вектор направления силы датчика совпадал с вектором ускорения свободного падения тел, т. е. вертикально вниз. Другой способ калибровки подразумевает использование поверенного динамометра.
Заключение. Разработана машина трения для исследования полимерных материалов. Уникальностью данной машины является мобильность и компактность, которые смогут способствовать обеспечению определенных условий при проведении триботехнических испытаний.
DOI: 10.24412^-37269-2024-1-253-256
ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ СТАБИЛИЗАТОРОВ ДЛЯ ПОЛИЭТИЛЕНА
Федоров А.Л., Петухова Е.С., Аргунова А.Г.
Институт проблем нефти и газа СО РАН, г. Якутск [email protected]
В работе представлены результаты исследования эффективности отечественных стабилизаторов на основе пространственно-затрудненных фенолов, введенных в полиэтилен. Эффективность оценена по времени, которое необходимо для начала окисления полимера при температурном воздействии в среде воздуха.
Полиэтилен является наиболее распространенным полимерным материалом во многих отраслях. Изделия из полиэтилена должны быть устойчивы к воздействию окружающей среды, особенно к солнечному излучению при эксплуатации на открытом воздухе. Длительное
