Полімерний композиційний матеріал на основі політетрафторетилену (ПТФЕ) містить легуючу домішку співполімеру. Як легуючу домішку введено ультрадисперсний фторорганічний матеріал "Форум".Полимерный композиционный материал на основе политетрафторэтилена (ПТФЭ) содержит легирующую примесь сополимера. Как легирующая примесь введен ультрадисперсный фторорганический материал "Форум".A polymeric composite material based on polytetrafluoroethylene (PTFE) contains copolymer doping impurity. Ultrafine fluoroorganic material Forum is used as a doping impurity

Berladir, Khrystyna Volodymyrivna

Budnyk, Anatolii Fedorovych

Rudenko, Pavlo Volodymyrovych

Берладир, Кристина Владимировна

Берладір, Христина Володимирівна

Будник, Анатолий Федорович

Будник, Анатолій Федорович

Руденко, Павел Владимирович

Руденко, Павло Володимирович

Свідерський, В.А.

SocioEconomic Challenges Journal (Sumy State University)

 УКРАЇНА 
(19) UA         (11) 102877        (13) U 
(51) МПК (2015.01)  
C08L 77/00  
 
ДЕРЖАВНА СЛУЖБА 
ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ 
ВЛАСНОСТІ 
УКРАЇНИ 
 
 
 
 
 
U
A
  
 1
0
2
8
7
7
  
 U
 
 
 
(12) ОПИС ДО ПАТЕНТУ НА КОРИСНУ МОДЕЛЬ 
(54) ПОЛІМЕРНИЙ КОМПОЗИЦІЙНИЙ МАТЕРІАЛ НА ОСНОВІ ПОЛІТЕТРАФТОРЕТИЛЕНУ  
 
(57) Реферат: 
Полімерний композиційний матеріал на основі політетрафторетилену (ПТФЕ) містить легуючу 
домішку співполімеру. Як легуючу домішку введено ультрадисперсний фторорганічний 
матеріал "Форум". 
(21) Номер заявки: u 2015 04758 
(22) Дата подання заявки: 18.05.2015 
(24) Дата, з якої є чинними 
права на корисну 
модель: 
25.11.2015 
(46) Публікація відомостей 
про видачу патенту: 
25.11.2015, Бюл.№ 22 
 
(72) Винахідник(и): 
Будник Анатолій Федорович (UA), 
Берладір Христина Володимирівна (UA), 
Руденко Павло Володимирович (UA), 
Свідерський Валентин Анатолійович 
(UA) 
(73) Власник(и): 
СУМСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ, 
вул. Римського-Корсакова, 2, м. Суми, 
40007 (UA) 
 
UA   102877   U 
 
 
UA   102877   U 
1 
Корисна модель належить до полімер-полімерних композицій на основі 
політетрафторетилену (ПТФЕ) і може бути використана при виготовленні ущільнюючих та 
герметизуючих деталей вузлів нерухомих і рухомих з'єднань. 
Відомі полімерні суміші на основі ПТФЕ і полігетероарилену (ПТФЕ/ПГА) [1]. Вадою вказаної 
композиції є низькі фізико-механічні характеристики. 5 
Найбільш близьким аналогом, вибраним за прототип, є полімерний композиційний матеріал 
на основі ПТФЕ, що містить легуючу домішку співполімеру тетрафторетилену з 
гексафторпропіленом (Ф4-МБ). Ступінь наповнення ПТФЕ порошком Ф4-МБ складає 1-5 мас. % 
[2]. 
Недоліками одержаної композиції є недостатні значення міцності при розтягуванні та 10 
зносостійкості. 
В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення фізико-механічних характеристик 
та зносостійкості полімерного композиційного матеріалу на основі ПТФЕ шляхом введення 
легуючої домішки співполімеру ультрадисперсного фторорганічного матеріалу "Форум". 
Поставлена задача вирішується введенням до полімерного композиційного матеріалу на 15 
основі ПТФЕ легуючої домішки співполімеру - ультрадисперсного фторорганічного матеріалу 
"Форум" при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: 
політетрафторетилен 97-99 
ультрадисперсний фторорганічний 
матеріал "Форум" 1-3. 
Введення легуючої домішки співполімеру "Форум" до ПТФЕ, яка являє собою 
ультрадисперсний порошок політетрафторетилену зі сферичною формою моночастинок 
діаметром 100-1000 нм [3], призводить до формування надмолекулярної сферолітної структури 20 
з підвищеною щільністю матеріалу. Наявність внутрішньомолекулярних подвійних зв'язків, 
бічних гілок, кінцевих груп різного складу в "Форумі" проявляється в підвищеній активності при 
взаємодії з ПТФЕ та утворенні перенесеного шару при фрикційному контакті, що призводить до 
поліпшення зносостійкості композиту та підвищення міцності в результаті зменшення 
дефектності міжфазної межі в полімерному композиті. 25 
Приклад 1. Композицію із ПТФЕ (ГОСТ 10007) (99,0 мас. %) і легуючої домішки співполімеру 
"Форум" (1,0 мас. %) готували шляхом змішування в лабораторній мішалці. Одержану 
композицію сушили при температурі 380±5 Κ протягом 1 години і переробляли у вироби 
методом компресійного пресування під тиском 55±5 МПа за технологією одержання заготовок. 
Дослідження властивостей полімерної композиції проводили за такими методиками: 30 
руйнуючу напругу при розтягуванні (міцність) визначали на кільцевих зразках відповідно до 
ГОСТ 10681. Знос зразків визначали при температурі 298 K за схемою диск-палець у режимі 
сухого тертя на машині УМТ-1. Контртіло - сталь 45, термооброблена до твердості 50-80 HRC, 
Ra=0,38 мкм. Питоме навантаження в дослідах складало 1,0 МПа, швидкість ковзання 0,54 м/с, 
шлях тертя - 2000 м. До зважування проводили однакову обробку і попередню притирку зразків. 35 
Ваговий знос зразків визначали на аналітичних вагах ВЛР-200 з точністю 0,0002 г, який потім 
перераховували на інтенсивність зношування І (мм
3
/Нм). Кількість паралельних дослідів - 5. 
Приклад 2. Композицію із ПТФЕ (98,0 мас. %) і легуючої домішки співполімеру "Форум" (2,0 
мас. %) готували, переробляли у вироби і досліджували згідно з ГОСТ і методик, наведених в 
прикладі 1. 40 
Приклад 3. Композицію із ПТФЕ (97,0 мас. %) і легуючої домішки співполімеру "Форум" (3,0 
мас. %) готували, переробляли у вироби і досліджували згідно з ГОСТ і методик, наведених в 
прикладі 1. 
Приклад 4. Композицію із ПТФЕ (96,0 мас. %) і легуючої домішки співполімеру "Форум" (4,0 
мас. %) готували, переробляли у вироби і досліджували згідно з ГОСТ і методик, наведених в 45 
прикладі 1. 
Приклад 5. Композицію із ПТФЕ (95,0 мас. %) і легуючої домішки співполімеру "Форум" (5,0 
мас. %) готували, переробляли у вироби і досліджували згідно з ГОСТ і методик, наведених в 
прикладі 1. 
Приклад 6 (прототип). Композицію із ПТФЕ (95,0 мас. %) і легуючої домішки співполімеру 50 
Ф4-МБ (5,0 мас. %) готували шляхом змішування в мішалці. Одержану композицію сушили при 
температурі 380±5 K протягом 1 години і переробляли у вироби методом компресійного 
пресування під тиском 55±5 МПа за технологією одержання заготовок. 
Властивості полімерних композицій корисної моделі і відомої композиції наведені в таблиці. 
55 
UA   102877   U 
2 
 
Таблиця 
 
№ приклада 
Склад композиції, мас. % Міцність при розриві ρ, 
МПа 
Знос, мг/год. 
ПТФЕ "Форум" 
1 99,0 1,0 20,6 65-70 
2 98,0 2,0 19,1 68-72 
3 97,0 3,0 18,5 70-75 
4 96,0 4,0 17,8 73-78 
5 95,0 5,0 16,8 80-85 
6 (прототип) 95,0 5,0* 17,7 75-80 
 
*5,0 мас. % Ф4-МБ 
 
Аналіз результатів випробувань композицій технічного рішення, що заявляється, і відомої 
композиції на основі політетрафторетилену показує, що запропоновані композиції 
перевершують відому за міцністю при розриві на 15 %, зносостійкістю - на 13 %. Правильність 5 
вибору співвідношень компонентів композиції технічного рішення, що заявляється, 
підтверджуються позамежними прикладами № 4 і 5. 
На думку авторів, позитивний ефект забезпечується впливом фторполімерного матеріалу 
"Форум" на структурну активність, морфологію та ступінь впорядкованості легованої 
(модифікованої) матриці ПТФЕ. 10 
Завдяки підвищеним показникам міцності та зносостійкості легований політетрафторетилен 
може використовуватись для деталей вузлів тертя енергетичного, хімічного та спеціального 
обладнання чи як матричний полімер для виготовлення композицій з високими фізико-
механічними властивостями. 
Джерела інформації: 15 
1. Могнонов Д.М. Строительные композиционные материалы для использования в 
холодном климате / Д.М. Могнонов, О.Ж. Аюрова, С.Л. Буянтуев, В.Н. Корнопольцев // Вестник 
Бурятского государственного университета. - 2012. - № 3. - С. 108-110. 
2. Охлопкова А.А. Разработка полимерных нанокомпозитов триботехнического назначения 
для нефтегазового оборудования / А.А. Охлопкова, П.Н. Петрова, О.В. Гоголева // 20 
Нефтегазовое дело. - 2009. - Т. 2. - С. 1-8. - http://www.ogbus.ru. 
3. Товарный знак "ФОРУМ" № 140123. 
 
ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 
 25 
Полімерний композиційний матеріал на основі політетрафторетилену (ПТФЕ), що містить 
легуючу домішку співполімеру, який відрізняється тим, що як легуючу домішку введено 
ультрадисперсний фторорганічний матеріал "Форум" при наступному співвідношенні 
компонентів, мас. %: 
політетрафторетилен 97-99 
ультрадисперсний 
фторорганічний матеріал 
"Форум" 
1-3. 
 30 
Комп’ютерна верстка А. Крулевський 
 
Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна 
ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 


Полімерний композиційний матеріал на основі політетрафторетилену

Electronic Sumy State University Institutional Repository

 УКРАЇНА (19) UA         (11) 102877        (13) U (51) МПК (2015.01)  C08L 77/00   ДЕРЖАВНА СЛУЖБА ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ УКРАЇНИ      UA   102877   U   (12) ОПИС ДО ПАТЕНТУ НА КОРИСНУ МОДЕЛЬ (54) ПОЛІМЕРНИЙ КОМПОЗИЦІЙНИЙ МАТЕРІАЛ НА ОСНОВІ ПОЛІТЕТРАФТОРЕТИЛЕНУ   (57) Реферат: Полімерний композиційний матеріал на основі політетрафторетилену (ПТФЕ) містить легуючу домішку співполімеру. Як легуючу домішку введено ультрадисперсний фторорганічний матеріал "Форум". (21) Номер заявки: u 2015 04758 (22) Дата подання заявки: 18.05.2015 (24) Дата, з якої є чинними права на корисну модель: 25.11.2015 (46) Публікація відомостей про видачу патенту: 25.11.2015, Бюл.№ 22  (72) Винахідник(и): Будник Анатолій Федорович (UA), Берладір Христина Володимирівна (UA), Руденко Павло Володимирович (UA), Свідерський Валентин Анатолійович (UA) (73) Власник(и): СУМСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ, вул. Римського-Корсакова, 2, м. Суми, 40007 (UA)  UA   102877   U   UA   102877   U 1 Корисна модель належить до полімер-полімерних композицій на основі політетрафторетилену (ПТФЕ) і може бути використана при виготовленні ущільнюючих та герметизуючих деталей вузлів нерухомих і рухомих з'єднань. Відомі полімерні суміші на основі ПТФЕ і полігетероарилену (ПТФЕ/ПГА) [1]. Вадою вказаної композиції є низькі фізико-механічні характеристики. 5 Найбільш близьким аналогом, вибраним за прототип, є полімерний композиційний матеріал на основі ПТФЕ, що містить легуючу домішку співполімеру тетрафторетилену з гексафторпропіленом (Ф4-МБ). Ступінь наповнення ПТФЕ порошком Ф4-МБ складає 1-5 мас. % [2]. Недоліками одержаної композиції є недостатні значення міцності при розтягуванні та 10 зносостійкості. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення фізико-механічних характеристик та зносостійкості полімерного композиційного матеріалу на основі ПТФЕ шляхом введення легуючої домішки співполімеру ультрадисперсного фторорганічного матеріалу "Форум". Поставлена задача вирішується введенням до полімерного композиційного матеріалу на 15 основі ПТФЕ легуючої домішки співполімеру - ультрадисперсного фторорганічного матеріалу "Форум" при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: політетрафторетилен 97-99 ультрадисперсний фторорганічний матеріал "Форум" 1-3. Введення легуючої домішки співполімеру "Форум" до ПТФЕ, яка являє собою ультрадисперсний порошок політетрафторетилену зі сферичною формою моночастинок діаметром 100-1000 нм [3], призводить до формування надмолекулярної сферолітної структури 20 з підвищеною щільністю матеріалу. Наявність внутрішньомолекулярних подвійних зв'язків, бічних гілок, кінцевих груп різного складу в "Форумі" проявляється в підвищеній активності при взаємодії з ПТФЕ та утворенні перенесеного шару при фрикційному контакті, що призводить до поліпшення зносостійкості композиту та підвищення міцності в результаті зменшення дефектності міжфазної межі в полімерному композиті. 25 Приклад 1. Композицію із ПТФЕ (ГОСТ 10007) (99,0 мас. %) і легуючої домішки співполімеру "Форум" (1,0 мас. %) готували шляхом змішування в лабораторній мішалці. Одержану композицію сушили при температурі 380±5 Κ протягом 1 години і переробляли у вироби методом компресійного пресування під тиском 55±5 МПа за технологією одержання заготовок. Дослідження властивостей полімерної композиції проводили за такими методиками: 30 руйнуючу напругу при розтягуванні (міцність) визначали на кільцевих зразках відповідно до ГОСТ 10681. Знос зразків визначали при температурі 298 K за схемою диск-палець у режимі сухого тертя на машині УМТ-1. Контртіло - сталь 45, термооброблена до твердості 50-80 HRC, Ra=0,38 мкм. Питоме навантаження в дослідах складало 1,0 МПа, швидкість ковзання 0,54 м/с, шлях тертя - 2000 м. До зважування проводили однакову обробку і попередню притирку зразків. 35 Ваговий знос зразків визначали на аналітичних вагах ВЛР-200 з точністю 0,0002 г, який потім перераховували на інтенсивність зношування І (мм3/Нм). Кількість паралельних дослідів - 5. Приклад 2. Композицію із ПТФЕ (98,0 мас. %) і легуючої домішки співполімеру "Форум" (2,0 мас. %) готували, переробляли у вироби і досліджували згідно з ГОСТ і методик, наведених в прикладі 1. 40 Приклад 3. Композицію із ПТФЕ (97,0 мас. %) і легуючої домішки співполімеру "Форум" (3,0 мас. %) готували, переробляли у вироби і досліджували згідно з ГОСТ і методик, наведених в прикладі 1. Приклад 4. Композицію із ПТФЕ (96,0 мас. %) і легуючої домішки співполімеру "Форум" (4,0 мас. %) готували, переробляли у вироби і досліджували згідно з ГОСТ і методик, наведених в 45 прикладі 1. Приклад 5. Композицію із ПТФЕ (95,0 мас. %) і легуючої домішки співполімеру "Форум" (5,0 мас. %) готували, переробляли у вироби і досліджували згідно з ГОСТ і методик, наведених в прикладі 1. Приклад 6 (прототип). Композицію із ПТФЕ (95,0 мас. %) і легуючої домішки співполімеру 50 Ф4-МБ (5,0 мас. %) готували шляхом змішування в мішалці. Одержану композицію сушили при температурі 380±5 K протягом 1 години і переробляли у вироби методом компресійного пресування під тиском 55±5 МПа за технологією одержання заготовок. Властивості полімерних композицій корисної моделі і відомої композиції наведені в таблиці. 55 UA   102877   U 2  Таблиця  № приклада Склад композиції, мас. % Міцність при розриві ρ, МПа Знос, мг/год. ПТФЕ "Форум" 1 99,0 1,0 20,6 65-70 2 98,0 2,0 19,1 68-72 3 97,0 3,0 18,5 70-75 4 96,0 4,0 17,8 73-78 5 95,0 5,0 16,8 80-85 6 (прототип) 95,0 5,0* 17,7 75-80  *5,0 мас. % Ф4-МБ  Аналіз результатів випробувань композицій технічного рішення, що заявляється, і відомої композиції на основі політетрафторетилену показує, що запропоновані композиції перевершують відому за міцністю при розриві на 15 %, зносостійкістю - на 13 %. Правильність 5 вибору співвідношень компонентів композиції технічного рішення, що заявляється, підтверджуються позамежними прикладами № 4 і 5. На думку авторів, позитивний ефект забезпечується впливом фторполімерного матеріалу "Форум" на структурну активність, морфологію та ступінь впорядкованості легованої (модифікованої) матриці ПТФЕ. 10 Завдяки підвищеним показникам міцності та зносостійкості легований політетрафторетилен може використовуватись для деталей вузлів тертя енергетичного, хімічного та спеціального обладнання чи як матричний полімер для виготовлення композицій з високими фізико-механічними властивостями. Джерела інформації: 15 1. Могнонов Д.М. Строительные композиционные материалы для использования в холодном климате / Д.М. Могнонов, О.Ж. Аюрова, С.Л. Буянтуев, В.Н. Корнопольцев // Вестник Бурятского государственного университета. - 2012. - № 3. - С. 108-110. 2. Охлопкова А.А. Разработка полимерных нанокомпозитов триботехнического назначения для нефтегазового оборудования / А.А. Охлопкова, П.Н. Петрова, О.В. Гоголева // 20 Нефтегазовое дело. - 2009. - Т. 2. - С. 1-8. - http://www.ogbus.ru. 3. Товарный знак "ФОРУМ" № 140123.  ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ  25 Полімерний композиційний матеріал на основі політетрафторетилену (ПТФЕ), що містить легуючу домішку співполімеру, який відрізняється тим, що як легуючу домішку введено ультрадисперсний фторорганічний матеріал "Форум" при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: політетрафторетилен 97-99 ультрадисперсний фторорганічний матеріал "Форум" 1-3.  30 Комп’ютерна верстка А. Крулевський  Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 

https://essuir.sumdu.edu.ua/bitstream/123456789/44772/1/getdocument.pdf

Полімерний композиційний матеріал на основі політетрафторетилену

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

SocioEconomic Challenges Journal (Sumy State University)

Electronic Sumy State University Institutional Repository