Scientific journal
Modern high technologies
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,969

Антифрикционные свойства полимеров значительно улучшаются при их физической и физико-химической модификации. В качестве основы таких композитов, получивших общее название "масляниты", в большинстве случаев применяют полиэтилен. Композиты на основе полиэтилена имеют ряд недостатков, накладывающих ограничения на их применение в узлах трения. Поверхность полиэтилена полярно неактивна, композит плохо удерживает образующиеся в результате трения граничные смазочные слои, которые подвергаются окислительной деструкции. Эти ограничения могут быть сняты фотохимической модификацией поверхностного слоя композита различными сенсибилизаторами, способными тушить возбужденное состояние кислорода. Сенсибилизаторами могут служить соединения, способные к возбуждению под действием света и фотореакциям переноса электрона в комплексах с переносом заряда (КПЗ), образованных сенсибилизатором с компонентами композита. Уменьшение окислительной деструкции полимерного композита наблюдается в том случае, если кислород становится участником окислительно-восстановительных превращений.

В настоящей работе изучены фотохимические процессы, протекающие в поверхностном слое композита на основе полиэтилена, модифицированного электроноакцепторными добавками. Основной фотохимический процесс в КПЗ, образованный полимером и акцепторной компонентой, заключается в фотогенерации подвижных носителей заряда. Электроноакцепторные добавки облегчают их образование и значительно раздвигают границы фоточувствительности в видимую область до 450-500 нм. Возбуждение КПЗ непосредственно в полосе переноса заряда и реализация одноэлектронного переноса между его компонентами облегчается при наличии у акцептора групп или фрагментов, способных к возбуждению под действием света. Такими свойствами обладают карбонильные соединения, пирилиевые и пиридиниевые соли. Поэтому в качестве акцепторов были выбраны следующие соединения: бензофенон; 3,6-ди-трет-бутил-1,2-бензохинон; 2,4,6-трифенилпирилийперхлорат; 1,1´-диметил-2,2´,6,6´-тетрафенилбипиридинийперхлорат. Основой полимерного композита, из которого нами формировался рабочий слой, является полиэтилен высокой плотности. Поверхность полиэтиленовой пленки (или порошок полиэтилена) обрабатывали смесью смазочных пластификаторов: масло минеральное (МВП), олеиновая кислота, перфторалкилполиэфир (ПЭФ-240). Дополнительно в пластификаторы вводили фотосенсибилизатор в количестве 1-3% по массе. УФ-облучение проводили ртутной лампой ДРТ-1000 с расстояния 30 см. Спектры ЭПР снимали на радиоспектрометре SE/X-2543 в вакууме (0,13 Па) и на воздухе.

Результаты экспериментов подтверждают непосредственное участие кислорода в формировании поверхностного слоя пластмассовых композитов при их физико-химической модификации. Кислород является переносчиком электрона в активированном комплексе с переносом заряда и окислителем полимерной структуры композита. Его действие, в конечном итоге, приводит к образованию полярных групп в поверхностных слоях и улучшению адгезии этих слоев к основе композита.

Триботехнические характеристики антифрикционного композита на основе полиэтилена (Маслянит-М) улучшаются при фотохимической модификации поверхностного слоя композита электроноакцепторными добавками: величина коэффициента трения снижается на 20-25%, а длительность приработочного режима уменьшается в 1,2-1,3 раза. Электроноакцепторные фотосенсибилизаторы уменьшают окислительную деструкцию поверхностных слоев полимерных композитов на основе полиэтилена.