автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.06, диссертация на тему:Разработка составов, изучение структуры и свойств антифрикционных композитов с добавками модифицированного лигнина

зах рукописи

0@4613й4Ь

й

^Шкуракова Ольга Эдуардовна ^

РАЗРАБОТКА СОСТАВОВ, ИЗУЧЕНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ АНТИФРИКЦИОННЫХ КОМПОЗИТОВ С ДОБАВКАМИ МОДИФИЦИРОВАННОГО ЛИГНИНА

Специальность 05.17.06 -Технология и переработка полимеров и композитов

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новочеркасск 2010

004613846

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Сербиновский Михаил Юрьевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Решетов Вячеслав Александрович

кандидат технических наук, доцент Левкина Наталья Леонидовна

Ведущая организация: Институт синтетических полимерных

материалов Российской академии наук, г. Москва.

Защита состоится «15 » октября 2010 г. в 13.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.242.09 при Саратовском государственном техническом университете по адресу: 410054, г. Саратов, ул. Политехническая, 77. ]

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ГОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет» (410054, г. Саратов, ул. Политехническая, 77).

Автореферат разослан « 8 » сентября 2010 г.

Автореферат размещен на сайте Саратовского государственного технического университета www.sstu.ru « 8 »сентября 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

В.В. Ефанова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Энергетические параметры, надежность и долговечность оборудования, машин и механизмов во многом определяются качеством и эксплуатационными характеристиками так называемых узлов или элементов трения: подшипников, направляющих и т.д. Трение сопровождается энергетическими потерями и износом трущихся поверхностей. Большинство машин (85-90%) выходят из строя но причине износа деталей. Энергетические потери на трение лучших образцов оборудования составляют 30-35%, а для сложною технологического оборудования - до 80-85%. Затраты на мероприятия по предотвращению преждевременного износа исчисляются в развитых странах миллиардами долларов, евро, рублей и т.д. Все это говорит об актуальности продолжения научных исследований и разработок, связанных с совершенствованием узлов трения и антифрикционных материалов. Энергетические потери и подшипниковых узлах напрямую определяют коэффициент трения применяемых материалов, особенно актуально это для подшипников скольжения. Последние весьма распространены и часто рабо тают в условиях недостатка смазки, без смазки, в абразивных и агрессивных средах. В таких условиях хорошо зарекомендовали себя подшипники скольжения из полимерных антифрикционных материалов, например, полиамидные подшипники, обладающие уникальным комплексом физико-механических и антифрикционных свойств. Однако процесс совершенствования полимерных антифрикционных материалов далеко не окончен. Это, в первую очередь, относится к узлам' трения, работающим в условиях недостатка смазки, без смазки, в воде, водных растворах, повышенной влажности, абразивных и агрессивных средах, других сложных условиях.

Другой проблемой узлов трения является относительно высокая стоимость применяемых материалов. При многочисленности таких узлов их удешевление приносит весьма значительный экономический эффект. Одним из путей такого удешевления является использование в технологии антифрикционных материалов продуктов, полученных из отходе» производства и вторичного сырья. В этом случае одновременно решается экологическая проблема отходов производства.

Все вышеперечисленное свидетельствует об актуальности темы исследования - разработка составов, изучение структуры и свойств антифрикционных композиционных материалов с добавками из термически и электрохимически модифицированного гидролизного лигнина мпоготоннажного отхода.

Цель работы — разработка технологии подготовки дисперсных добавок из продуктов термически и электрохимически модифицированного лигнина, составов антифрикционных композитов материалов с этими добавками, обладающих улучшенными физико-химическими и антифрикционными свойствами, изучение структуры и свойств разработанных композитов.

Достижение поставленной цели потребовало решения следующих задач:

исследование возможности использования продуктов термического и электрохимического модифицирования гидролизного лигнина в качестве добавок в антифрикционные композиты с полиамидной матрицей;

■ - исследование влияния природы, дисперсности и структуры добавок из продуктов термического и электрохимического модифицирования 1-идролизного лигнина, технологических факторов на их маслопоглощенис;

~ исследование влияния составов композитов и дисперсности добавок на триботехнические характеристики композитов, их физико-химические и механические свойства, характер взаимодействия компонентов композитов; • исследование структуры, свойств и характеристик разработанных композитов;

■ - разработка рекомендаций по технологии получения дисперсных добавок из продуктов термически и электрохимически модифицированного лигнина, пропитке их пластификаторами, выбору составов композитов.

Научная нопизна работы заключается в том, что впервые:

- показана возможность использования продуктов модифицирования шдролизного лигнина: искусственного графита, бисульфата графита и тсрморасширешюго графита, полученных путем последовательного модифицирования гидролизного лигнина, в качестве добавок в антифрикционные композиты с полиамидной матрицей;

- установлено, что искусственный графит и бисульфат графита из лигнина являются эффективными антифрикционными добавками, а тсрморасширенный графит из лигнина является лучшей антифрикционной добавкой, служит эффективным аккумулятором масляных пластификаторов, обеспечивает низкий и стабильный коэффициент трения композитов но стали в широком диапазоне содержания пластификатора, повышает пшрузочнуго способность композитов;

• ■ установлены зависимости свойств и триботехнических характеристик антифрикционных композитов с полиамидной матрицей и добавками из термически и электрохимически модифицированного гидролизного лигнина от состава композитов; зависимости маслопоглощения добавок от их дисперсности и температуры пропитки;

• • установлены закономерности водопоглощения разработанных композитов, рассчитаны характеристики этого процесса, показано, что водоноглощенис в исследованных композитах носит диффузионный характер, определены константы скорости водопоглощения и их зависимости от температуры, а также энергии активации этого процесса;

- • получены новые данные о трибологических, физико-химических и физико-механических свойствах добавок из термически и электрохимически модифицированного липшна и антифрикционных композитов с полиамидной матрицей и этими добавками.

Практическая значимость рабогы заключайся в следующем:

- предложена технология подготовки добавок из термически и электрохимически модифицированного гидролизного липшна для антифрикционных композитов с полиамидной матрицей, даны рекомендации

по выбору дисперсности порошков и параметров пропитки добавок маслом для использования в антифрикционных композитах;

- разработаны оптимальные составы композитов с добавками из термически и электрохимически модифицированного лигнина;

- снижено водопоглощение разработанных композитов на 30-52% но отношению к «маслянитам», соответственно, снижены набухание и изменение размеров разработанных композитов при работе в воде и среде с повышенной влажностью.

Материалы диссертации внедрены в опытное производство НГ1К «Триболог», используются в учебном процессе для студентов химико-технологических и экологических специальностей.

Достоверность и обоснованность научных положений и полученных результатов базируются на применении комплекса современных независимых химических, физико-химических и физических методов исследований, методов физического моделирования, математического планирования экспериментов и обработки их результатов, на применении современного научно-исследовательского оборудования, метрологического обеспечения экспериментов. Достоверность полученных результатов подтверждена достаточным объемом выполненных экспериментов, совпадением теоретических и экспериментальных результатов.

Публикации и апробация работы. По теме исследований опубликовано 9 работ, в том числе 2 статьи в реферируемых журналах, рекомендованных ВАК. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на VIII Международной научно-практической конференции «Проблемы синергетики в трибологии, трибоэлектрохимии, материаловедении и мехатронике», г. Новочеркасск, 2009, Всероссийской научно-технической конференции «Приоритетные направления развития науки и технологии», г. Тула, 2009; 10-й Международной конференции «Актуальные проблемы современной науки», г. Самара, 2009 г.; Всероссийском смотре-конкурсе научно-технического творчества «Эврика-2009», г. Новочеркасск, 2009 г., Международной научно-практической кластер-конференции «Модернизация индустрии рекреации, санаторно-курортного дела и туризма», г. Геленджик, 2010 г.; Региональной научно-технической конференции молодых ученых и студентов «Весна-2010», г. Новочеркасск, 2010 г., ежегодных вузовских научных конференциях и семинарах.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованной литературы, приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследований, определены научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе проведен анализ современного состояния научных и технологических разработок полимерных антифрикционных материалов.

Показано, что антифрикционные композиты с полиамидной матрицей и различными добавками известны и применяются в подшипниках сухого трения или при недостатке смазки. В ЮРГТУ(НПИ) и ОКТБ «ОРИОН» г. Новочеркасск разработан класс антифрикционных композитов под общим наименованием «Масляниты», и состав которых вводят масляные пластификаторы, обеспечивающие снижение коэффициента трения. Однако варьирование содержания масляного пластификатора ограничивается относительно низким маслопоглощением вводимых дисперсных добавок, в первую очередь мелкодисперсных графитов. Кроме этого, мелкодисперсные графиты дороги и дефицитны. В связи с этим актуален поиск новых дешевых и эффективных добавок в антифрикционные композиты. Таковыми могут служить продукты переработки и модифицирования гидролизного лигнина -промышленного отхода. Представлено описание продуктов модифицирования лишинои и их использования в технологии полимерных композитов, синтеза соединений внедрения графита и терморасширенного графита, сырьем для которых служат природные графиты. Обоснована возможность эффективного использования продуктов модифицирования лигнинов в антифрикционных композитах с полиамидной матрицей. Сформулированы цель и задачи исследования.

Во второй главе описаны объекты и методы исследований. Объектами исследований являлись гидролизный лигнин (ГЛ) различных предприятий (ХМ — «хорская мука», ГЛ Хорскош гидролизного завода; СГЛ - ГЛ Сокольского целлюлозно-бумажного комбината; ГЛХШ - ГЛ хлопковой шелухи Андижанского гидролизного завода; ГЛПШ - ГЛ подсолнечной шелухи и Г'ЛКК • • ГЛ кукурузной кочерыжки Кропоткинского химического завода), а также продукты, полученные из ГЛ: углеродный материал (УМЛ), искусственный 1рафит (ИГЛ), бисульфат графита (БГЛ) и терморасширенный графит (ТРГ'Л), композиты с полиамидной матрицей и добавками из ГЛ, УМЛ, ИГЛ, БГЛ и ТРГЛ. Термолиз ГЛ проводили при 580-600° С, графитацию УМЛ - при 25002800° С. Результаты графитации контролировали с помощью рентгеноструктурного анализа. Степень графитации ИГЛ не менее 94%. Мсжслоевые расстояния, рассчитанные по формуле Вульфа-Брэгга: с4ог^>3360 пм, г/0(м~0,3358 им, с/оаб=0,3356 им, отношение интенсивности пиков /112//110 ~ 1,06. Плотность ИГЛ - 2,29-2,30 г/см3, удельная поверхность фракции менее 45 мкм - ие менее 87 м2/г. Синтез бисульфата графита проводили по электрохимическому методу, разработанному профессором Л.И. Финаеиовым и сотрудниками. БГЛ синтезировали в растворах серной кислоты. Обычно синтез вели в растворе 17,3 М НгБО^ (начальная концентрация) и массовом соотношении графит: Н2804. - 1 : 1,8...2,0. Синтез проводили в потенциостатическом и гальваностатическом режимах. Терморасширенный 1рафит (ТРГЛ) получали из БГЛ термоударом при 750900° С. Получали БГЛ разных ступеней внедрения, обычно I и I + II ступени. Плотность ТРГЛ в зависимости от расхода электричества (40-120 мЛ-ч/г) на синтез БГЛ изменялась от 2,4 до 5,0 г/дм3.

В качестве компонентов композитов использовали: полиамиды 6 и 610, масло цилиндровое 52, вазелиновое масло и нолисилоксановые жидкости (полиэтиленсилоксановая жидкость (ПЭС-5) и иолифеншшстилсилоксаповая жидкость (ПФМС-5)).

В сравнительных исследованиях использовали графит ГЛ-1 (графит кристаллический литейный, ГОСТ 5279-74), коллоидно-фафитовый препарат (КГП) из графита марки С (ГОСТ 5261-50), графита марок 1Т и П'осч (графи'1' тигельный и графит тигельный особой чистота), специального малозольиого графита (ГСМ-1), а также образцы бисульфата графита, предоставленные лабораторией профессора А.И. Финаенова (ЭТИ СГГУ, г. Эшсльс).

Описаны применявшиеся методы исследования: ИК-спскчромстрия, гранулометрический, тсрмогравиметрический, элементный и рептгеноструктурный анализы, оптическая и электронная микроскопия, методы исследования триботехнических, механических, физических и физико-химических свойств и характеристик материалов и композитов, а также математического планирования эксперимента, статистической обработки результатов и проверки адекватности моделей.

Третья глава посвящена исследованию и разработке антифрикционных композитов с полиамидной матрицей и добавками модифицированной) гидролизного лигнина, в качестве которых использовали порошки гидролизнош лигнина разной дисперсности, полученные из отходов различных производств, продукт термолиза ГЛ - углеродный материал (УМЛ), продукт графитации УМЛ - искусственный графит (ИГЛ), соединение внедрения И1 'Л - бисульфат графита (БГЛ) и терморасширенный графит ' (ТРГЛ), получаемый вспениванием БГЛ.

- Добавки в антифрикционные композиты должны иметь определенный гранулометрический состав, поэтому исследовали динамику помола ГЛ в шаровой мельнице, а также изменение гранулометрического состава ГЛ при последовательном модифицировании ГЛ: термолизе, графитации и синтезе БГЛ.

Результаты исследования процесса помола в шаровой мельнице 1'Л разных предприятий показали, что измельчение происходит с разной интенсивностью, но полученные зависимости по характеру кривых весьма близки, а конкретные отличия в рекомендуемых параметрах процесса номола и различия в содержании фракции менее 45 мкм не превышают 10-12%. Так, для гидролизного лигнина Кропоткинского завода (1'ЛКК) получены следующие уравнения регрессии содержания отдельных фракций (%) с учётом коэффициентов значимости для доверительного интервала 95%: - для фракции > 100 мкм:

т,=15,125 - 10,125 X, + 7,875 Х2 - 4,375 Х3 - 5,875 Х,Х2 + 2,375 Х,Х3, значение критерия Фишера Р = 2,625< Гтаб„ = 3,6 , т.е. уравнение адекватно;

- для фракций 75-100 и 45-75 мкм уравнения неадекватны, так как нет значимых коэффициентов (Р > 1;табл);

- для фракции < 45 мкм: ГП4=63,25 + 12,5 X, - 8,75 Х2 + 5,25Хз + 7Х|Х2, значение критерия Фишера Р = 3,518< Ртабл = 3,8 - уравнение адекватно; в уравнениях Х,=(х, -100)/50, где X] - время помола, мин; Х2=(><2 - 60)/20,

где х2 - относительный объем лигнина, %; Х3=(х3-9,5)/3,2,

где Хз - относительный объем мелющих тел, %.

Таким образом, помол приводит к измельчению частиц более 100 мкм, соответственно, увеличивается

содержание фракции менее 45 мкм, но практически не влияет на содержание фракций от 45 до 100 мкм. Это подтверждают частные зависимости среднего содержания отдельных фракций от варьируемых параметров (рис. 1-4). Помол эффективен первые 50...60 минут, когда идет интенсивное измельчение крупной фракции и некоторое измельчение фракций менее 100 мкм. Рост массы лигнина и мелющих тел в барабане интенсифицирует процесс помола, однако, увеличение длительности помола свыше 60-100 мин и массы лигнина и мелющих тел, соответственно, свыше 400-450 г и 520-570 г не приводит к значительному росту содержания фракции менее 45 мкм.

Зависимости влияния времени помола на содержание отдельных фракций ГЛКК при оптимальных массах лигнина и мелющих тел свидетельствуют о том, что увеличивать время помола свыше 1 часа нецелесообразно. Сокольский лигнин (СГЛ) по сравнению с другими проявляет наибольшую способность к измельчению, однако, длительность эффективного помола этого лигнина также составляет 1 час. Способность к измельчению для исследованных ГЛ изменяется в следующем порядке: СГЛ > ГЛХШ > ГЛШ11 > ГЛКК («хорская мука» (ХМ) поставляется после помола). Измельченный ГЛ использовали в качестве добавки композитов и в ходе исследования влияния степени измельчения ГЛ на гранулометрический состав полученного из него после термолиза УМЛ.

0 60 120 180 240 Время помола, мин Рис. 1. Зависимость среднего содержания фракций от времени помола: О - более 100, □ - 75-100, Д - 45-75, х - менее 45 мкм

Относительный объем лигнина, %

Рис. 2. Зависимость среднего содержания фракций от относительного объема лигнина: О -более 100, о-75-100, Д -45-75, х - менее 45

мкм

Результаты гранулометрического анализа порошковых продукте» после термолиза ГЛ в состоянии поставки и после помола показали, что по всех случаях термолиз приводит к разрушению крупных частиц и агломератов и мало влияет на содержание мелких фракций. На рис. 5 показана сравнительная гистограмма гранулометрического состава порошка 1'ЛКК, полученного после помола в течение 2,5 часов, и порошка УМЛ из 1'ЛКК, не подвергавшегося помолу. Несколько большее содержание крупной фракции в УМЛ связано с тем, что часть мелких частиц остаются механически связанными в крупные агломераты. Однако они непрочны и полностью исчезают после кратковременного помола или протирки через сито. Последняя операция невозможна для исходного ГЛ.

Установлено, что гранулометрический состав УТЛ зависит от происхождения исходного сырья: сокольский Г'Л и «хорская мука» позволяют получить УМЛ с большим содержанием мелких фракций; углеродный материал, полученный из андижанского гидролизного лигнина (ГЛХШ), имеет более крупнодисперсный состав. Однако влияние природы и гранулометрического состава исходного ГЛ на дисперсный состав УМЛ мало, общие закономерности изменения гранулометрического состава ГЛ при термолизе позволяют сделать вывод о том, что нет необходимости измельчать ГЛ перед термолизом, УМЛ может быть использован без дополнительного измельчения в качестве добавки в полимерные композиты и при получении

искусственного графита. Графитация УМЛ незначительно изменяет дисперсный состав получаемого порошка искусственного графита (ИГЛ),

6 8 10 12 14 Относительный объем мшощих тел, %

Рис. 3. Зависимость среднею содержания фракций от относительного объема мелющих тел: О - более 100, и 75-100, А 45-75, х • менее 45 мкм

О

240

60 120 180 Время помола, мин Рис. 4.Зависимость содержания фракций от времени помола 1'ЛКК при лучшем выходе мелкой фракции: О • ■ более 100, п • • 75-100, Д - 45-75, х - менее 45 мкм

напротив, синтез Б1 'JI приводит к росту размеров частиц, причем относительно больше увеличивается размер частиц мелких фракций (рис. 6).

15 среднем размер частиц БГЛ растет но сравнению с размером частиц

исходного ИГЛ на 45-80% в зависимости от ступени внедрения. Результаты исследования изменения дисперсного состава

продуктов последовательного термического и электрохимического модифицирования Г Л позволили оптимизировать технологию получения добавок и получать порошки добавок заданной дисперсности.

Сравнительные исследования ТРГЛ, полученного вспениванием БГЛ, и ТРГ, полученного из БГ, синтезированного из природных графитов, с помощью оптического микроскопа МБ-10 и сканирующего электронно-зондового микроскопа Quanta 200 с приставкой энергодисперсионного микроанализа EDAX показали, что ТРГЛ представляет собой смесь дугообразных и прямых частиц, в основном менее 5-10 мкм. Крупные частицы при отсутствии предварительного рассева или измельчения ИГЛ составляют 2-3 об. %, а при использовании фракции ИГЛ менее 25 мкм полностью отсутствуют. ТРГ из природных графитов состоит из длинных волокнистых частиц разной длины (рис. 6). Частицы обоих материалов

имеют нанослоистую структуру с развитой поверхностью. Элементный анализ ТРГЛ показал высокую степень химической чистоты его частиц (содержание углерода не менее 99,7, предел обнаружения содержания элементов 0,1 масс. %).

Рис. 6. Структура ТРГЛ (а) и ТРГ из ГТосч (6)

менее 45 мкм 45 - 75 мкм 75 100 мкм более 100 мкм

Рис. 5. Гистограмма гранулометрического состава: 1 1'ЛКК после помола и течение 2,5 часов, 2 -углеродный материал из ГЛКК без номола, 3 -искусственный графит из ГЛКК без помола, 4 -бисульфат графита из ГЛКК без номола

технологические Таблица 1

Выявленные закономерности позволили сформулировать рекомендации по составу и режимам операций для получения добавок заданной дисперсности, которые указаны ниже.

При введении в состав антифрикционных композитов масляных пластификаторов необходимо удерживать в объеме шихты достаточно большое количество масла. Гранулированный иолиамид не адсорбирует сколько-нибудь значительного количества масляного пластификатора, основным адсорбентом масла в шихте композита является мелкодисперсная добавка, поэтому исследовано масло-поглощение предложенных добавок. Результаты исследования показали, что маслопоглощение зависит от природы порошков и растет в ряду КГП<УМЛ<ГЛ-1<ГЛ< ИГЛ <БГЛ<ТРГ<ТРГЛ(табл. 1), увеличиваясь по мере роста дисперсности порошков. Для порошков ИГЛ, БГЛ и графитовых порошков ГЛ-1 и КГЦ повышение температуры

пропитки улучшает смачивание маслом поверхности частиц, поэтому маслопоглощение растет, достигая максимума при температуре около 100°С, т.е. достигается практически полное смачивание поверхности частиц порошков. Далее при повышении температуры превалирует конкурентный процесс снижения вязкости масла и уменьшения толщины пленки масла на поверхности частиц, соответственно, маслопоглощение снижается. Для порошков с большей удельной поверхностью и пористой структурой агломератов (УМЛ, ГЛ, ТРГ, ТРГЛ) маслопоглощение растет вплоть до 180 С. Маслопоглощение ТРГЛ (до 29-32) и ТРГ более чем на порядок больше маслопоглощения остальных дисперсных добавок и объясняется их нанослоистой структурой и, соответственно, весьма развитой поверхностью. Таким образом, ТРГЛ и ТРГ являются эффективными аккумуляторами масла.

Мате- Темпера- Коэффициент

риал тура маслопоглощения С*, %

пропитки, для фракции с размером

°С частиц, мкм

ме- 45- 75- более

нее 75 100 100

45

20 2,03 1,96 1,80 1,61

ГЛ 100 2,06 2,01 1,90 1,70

180 2,13 2,10 2,03 1,87

20 1,37 1,47 1,15 0,58

УМ 100 1,60 1,57 1,20 0,90

180 1,61 1,67 1,57 1,11

20 1,97 2,30 2,08 1,73

игл 100 1,9 9 2,40 2,23 1,75

180 1,71 1,93 2,02 1,63

20 2,35 2,27 2,04 1,72

БГ 100 2,45 2,41 2,25 1,77

180 2,15 2,08 2,05 1,66

20 21,21

ТРГЛ 100 26,12

180 28,71

ТРГ 20 18,66

из 100 24,01

Г1оСЧ 180 27,27

20 1 ,03

КГЦ 100 1,28

180 I ,17

20 1,70

ГЛ-1 100 1,65

180 1,45

* (.Ммасяа/ ^сухого порошка)" 100%

—»—0,33 М11а -0-0,67 МПа

- Л- 1,0МПа -*- 1,33 МПа -о- 1,67 МПа —»—2,0 МПа -•-2,33 МПа

- 2,67 М11а

9 12

Содержание масла, %

1'ис. 7. Зависимость коэффициента трения от содержания масла для композитов с ИГЛ при разной удельной нагрузке

Рекомендовано производить пропитку ИГЛ и БГ при температуре 80...120°С, для ГЛ, УМЛ и Т1ТЛ пропитку можно проводить при температуре 150-180Т с последующим охлаждением пропитанного материала или приготовлением шихты с горячей добавкой. Последний вариант позволяет снизить технологические энер-

гетические потери, т.к. перед прессованием (экструдированием) изделий рекомендуется сушка шихты ири 80-90°С. Получены количественные соотношения масла и порошка сухих добавок, которые могут быть использованы для технологических расчетов.

Исследовали композиты, матрицей которых служил полиамид марок П-б и ПЛ-610. Композиты содержали масла до 50% и сухой добавки до 11%. Контрольные образцы содержали в качестве добавок 1рафит кристаллический литейный 171-1 и коллоидно-графитовый препарат КГЦ. Эксперименты проводили по планам в виде комбинационного латинского квадрата (параметры: температура пропитки добавок г,°С, средний размер частиц фракции ¿/„„ мкм, и содержание масла в композиции С, масс.%). Получены уравнения регрессии для различных добавок, так, для ИГЛ зависимость коэффициента трения описывается уравнением:

0,2600-10"2 С? - 0,3720-10С+ 0,3088-10"3 с!т - 0,1100-Ю"3 / + 0,2310 .

Повышение содержания добавок свыше 10-12% приводит к увеличению коэффициента трения. Неоднозначное влияние содержания масляного

пластификатора объясняется тем, что наличие в композите масла приводит к образованию пленки масла на поверхностях в зоне фения. Рост содержания масла приводит к увеличению количества масла в зоне трения, но одновременно снижается твердость композита, и начинает расти деформационная составляющая силы трения. Это

&

£ 0.075

0,07

• 0,065

—»—0,33 МПа -е- 0,67 МИа -й- 1,0 МПа -•*-■ 1,67 МПа —в '2,33 МПа —♦—3,0 МПа - 4,0 МПа ■•••■4,67 МПа

10

50

60

20 30 40 Содержание масла, %

Рис. 8. Зависимость коэффициента трения от содержания масла для композитов с ТРГЛ при разной удельной нагрузке

приводит к значительному повышению коэффициента трения. Общая для всех композитов закономерность количественно разнится в каждом конкретном случае. Минимальный коэффициент трения для большинства композитов с добавками - продуктами модифицирования ГЛ соответствует содержанию масла 8-11% (рис. 7). Исключением являются композиты с ТРГЛ, для которых наблюдается значительное расширение области низких коэффициентов фения - от 8-9 до 30-35 % масла (рис. 8). Причем коэффициент трения стабилен в более широком диапазоне нагрузок (0,33-4,67 МПа). Расширение диапазона содержания масла не требует значительного увеличения содержания ТРГЛ в композите -достаточно 1-3%, это предотвращает рост коэффициента трения в композитах с ТРГЛ.

Результаты триботех-нических испытаний показали, что УМЛ не пригоден в качестве добавки в антифрикционные композиты. Композиты с добавкой измельченного ГЛ обладают более низким коэффициентом трения, чем композиты с графитом ГЛ-1, но более высоким, чем при использовании в качестве добавок ИГЛ, БГЛ, ТРГЛ и КГП. Тем не менее, мелкодисперсный ГЛ как наиболее дешевая добавка может с успехом использоваться в композитах, работающих при малых скоростях и удельных нагрузках, например, направляющих и подшипниках рукояток, лючков и т.д.

Наименьшие значения коэффициента трения получены у композитов, содержащих ТРГЛ (рис. 9). Коэффициент трения для таких композитов в 1,52 раза меньше показателей, полученных для применяемых в настоящее время графитов. Композиты, содержащие ТРГЛ, имеют широкую область низких коэффициентов трения при содержании масла от 8 до 35%. Для добавок ИГЛ и БГЛ оптимальное содержание масла - от 8 до 11% (рис. 7).

Высокое маслопоглощение ТРГЛ позволяет создать аккумуляторы смазки в композите, увеличить содержание в нем масла, повысить пластичность композита без снижения твердости и прочности. Основным результатом использования ТРГЛ является снижение коэффициента трения композитов по стали. Для композитов с ИГЛ диапазон изменения коэффициента трения в зависимости от удельной нагрузкир (0,3.. .3,0 МПа) составляет 0,076...0,12, для композитов с БГЛ - 0,072...0,12 при р от 0,3 до 3,0 МПа, для композитов с ТРГЛ - 0,064...0,08 прир от 0,3 до 4,0 МПа.

Особый интерес представляют антифрикционные композиты, пригодные для использования в узлах трения медицинского оборудования, приборов и

0,0* | 0,04 |

12 3 4 5 6 7

Рис. 9. Коэффициенты трения / для образцов с различными добавками при удельной нагрузке 2 (а) и 0,33 (б) МПа: I - ГЛ, 2 - углеродный материал из ГЛ, 3 - ИГЛ, 4 - бисульфат ИГЛ, 5 - ТРГ из ИГЛ, 6 коллоидный графит КГП, 7 - графит ГЛ-1

20 30

Содержание масла, %

Рис. 10. Зависимость коэффициента трения от содержания смеси вазелинового масла и полшшленсииоксановой жидкости 11ЭС-5 (10%) для композитов с ТРГЛ при разной удельной нагрузке

приспособлений и оборудования пищевых производств. Такими материалами могут служить композиты с матрицей из полиамида 6, добавкой ТРГЛ и пластификаторами: вазелиновое масло, ПЭС-5 и смеси вазелинового масла и полисилоксановых жидкостей. Все компоненты композитов разрешены к применению для пищевых продуктов (например,

полиамидные оболочки колбас), в медицине и косметике. Установлено,что композиты с добавкой ТРГЛ, пластифицированные вазелиновым маслом, ПЭС-5 и их смесью, имеют низкий коэффициент трения в диапазоне содержания масла 3-30% (рис. 10). При добавлении в композиты пластификатора в виде смеси вазелинового масла И ПЗС-5 (5-10 масс.% от массы смеси) наблюдается синергетический эффект, проявляющийся в снижении коэффициента трения и уменьшении износа образцов. Износ снижается на порядок и более по сравнению с композитами, содержащими вазелиновое масло или Г1ЭС-5. Объясняется эффект хорошими смазывающими свойствами вазелинового масла и образованием на стальном контртеле стеклообразной пленки, которая сглаживает микрорельеф контртела и снижае т износ.

Таким образом, показано, что: 1) продукты термического и электрохимического модифицирования ГЛ - ИГЛ, БГЛ и ТРГЛ могут с успехом использоваться в производстве антифрикционных композитов с полиамидной матрицей; 2) ИГЛ и БГЛ являются более эффективными антифрикционными добавками, чем мелкодисперсные графиты, выпускаемые промышленностью; 3) ТРГЛ является лучшей ан тифрикционной добавкой, служит эффективным аккумулятором масляных пластификаторов, обеспечивает низкий и стабильный коэффициент трения композитов по стали в широком диапазоне содержания пластификатора, повышает нагрузочную способность композитов.

Рекомендуемые составы композитов (масс. %):

1) композиты машиностроительного назначения с ИГЛ или БГЛ: добавка ИГЛ или БГЛ -- 7...9, масло (цилиндровое 52) - 8...11, полиамид 6 -80-85;

2) композиты машиностроительного назначения с ТРГЛ: добавка ТРГЛ 1...3, масло (цилиндровое 52)-8...35, полиамид 6-62-91;

3) композиты для устройств и приборов медицинского назначения с ТРГЛ: добавка ТРГЛ — 1...3, смесь масла вазелинового медицинского и нолисилоксановой жидкости 11ФМС-5 в отношении 10:1-20:1 8...30, полиамид 6 - 67-91.

Четвертая глава посвящена исследованию структуры и свойств разработанных композитов. Термогравиметрические, ИК

спектрографические и микроструктурные исследования показали, что композиты представляют собой механическую смесь без химического взаимодействия компонентов. Исследованы микроструктура и элементный состав композитов с помощью сканирующего электронно-зондового микроскопа Quanta 200 с приставкой энергодисперсионного микроанализа EDAX. Композиты имеют однородную структуру с равномерным распределением компонентов по объему.

Исследована кинетика

водопоглощепия антифрикционными самосмазывающимися композитами с добавками ИГЛ, БГЛ, ТРГЛ и ТРГ в сравнении с антифрикционным композитом «маслянит».

Показано, что антифрикционные композиты с предложенными добавками обладают более низким водоноглощением, чем «маслянит», причем их поглощение воды существенно снижается при увеличении содержания масляного пластификатора (рис. 11). Водопоглощение в исследованных композитах носит диффузионный характер, такой же, как в полиамидах без добавок и пластификаторах и материалах типа «маслянит» с полиамидной матрицей. Определены константы скорости водопоглощепия и их зависимости от температуры, а также энергии активации этого процесса. Значительное снижение водопоглощепия композитов при увеличении содержания в них масла подтверждает гипотезу о блокирующем действии масла на полярные группы CON1I макромолекул полиамида, что снижает вероятность образования водородных связей между группами CONH и полярными молекулами воды.

Рекомендовано использовать антифрикционные композиты с предложенными добавками в узлах трения, работающих в водной срсдс, водных растворах или среде с повышенной влажностью.

1

g 0,9 g S 0,8

« О

£ «0,7 £ S o,6 S S 0,5 ë|0,4 | §0,3

о §0,1

s 0

2

JjSf 'Ш.

щ Ш щ

- щ El

г i "'V

ш 1 .. Ь 1 _ 1 ✓

с ИГЛ с ТРГЛ (9) с ТРГЛ (20) сНГЛ Рис.11. Среднее относительное

водопоглощение акм/а,,.6ю (1) и акм/амаС1ШИ1 (2) для композитов с добапками ИГЛ, ТРГ (9% масла), ТРГ (20% масла) и БГЛ при температуре 20°С (293 К). Нодопоглощсние полиамида ац.б10 и «маслянита» амасл,шит при 19°С (292 К) по данными ОКТК «ОРИОН»

В пятой главе обобщены рекомендации по выбору операций и их режимов, а также составов антифрикционных композитов с полиамидной матрицей и добавками ИГЛ, БГЛ и ТРГЛ, а также результаты сравнения триботехнических и механических характеристик разработанных композитов с характеристиками антифрикционного композита «Маслянит 10 СУВ» (ТУ 2224-001-24204701-2009, ООО НПК «Триболог»), Обобщенные рекомендации

1. Подготовка исходного ГЛ:

1.1. Термолиз ГЛ при температуре 580-600°С без предварительного помола.

1.2. Рассев УМЛ, отбор фракции менее 45 мкм, сбор крупных фракций и их измельчение до фракции менее 45 мкм.

1.3. Графитация УМЛ фракции менее 45 мкм (получение ИГЛ).

1.4. Синтез БГЛ из ИГЛ в гальваностатическом режиме при плотности тока 100...200 мА/ч, расхода электричества - 40-120 мАч/r для получения ТРГЛ плотностью от 2,4 до 5,0 г/дм3.

1.5. Получение ТРГЛ термоударом при 750-900°С.

2. Пропитка добавок маслом:

2.1. Пропитка маслом ИГЛ и БГ при температуре 80...120°С.

2.2. Пропитка маслом ТРГЛ при температуре 150-180°С.

2.3. Приготовление шихты с горячей добавкой и выдержка шихты при температуре 80-90°С перед изготовлением изделий прессованием или экструзией.

3. Составы композитов (масс. %):

3.1. Композиты с добавкой ИГЛ или БГЛ - 7...9, масла - 8...11, полиамид -80-85.

3.2. Композиты с добавкой ТРГЛ - 1...3, масла-8...35, полиамид - 62-91. Результаты исследования механических характеристик и физико-

механических показателей разработанных композитов и «Маслянита 10СУВ» представлены в табл. 2 и 3.

Таблица 2

№ п/п Наименование показателей Материал

Маслянит 10СУВ КМ с ИГЛ КМ с БГЛ КМ с ТРГЛ

1 2 3 4 5 6

1 Внешний вид (цвет) черный черный черный темно-серый -черный

2 Плотность, г/см3, не менее 1,12± 0,05 1,13± 0,05 1,11± 0,05 1,11± 0,05

3 Разрушающее напряжение при сжатии, МПа, не менее 88 96 95 105

4 Прочность при растяжении, МПа, не менее 48 62 60 68

5 Относительное удлинение при разрыве, %, не менее 8 35 38 40

Окончание таблицы

1 2 3 4 5 6

6 Изгибающее напряжение при значении прогиба 1,5й, МПа, не менее 45 48 48 58

7 Ударная вязкость по Шарпи при 23°С на образцах с надрезом, кДж/м2, не менее 8 9 8 10

8 Ударная вязкость по Шарпи при 23°С на образцах без надреза, кДж/м3, не менее 100 110 108 130

9 Температура изгиба под нагрузкой при напряжении 1,8 МПа, °С, пс менее 50

10 Твердость, определяемая методом вдавливания стального шарика (0 5 мм), Н/мм2, не менее 84 110 112 122

11 Коэффициент трения по стали в 0,08...0,14 0,076...0,12 0,072...0,12 0,064...0,08

диапазоне нагрузок 0,05... 1,0 МПа

Таблица 3

№ Наименование показателя и норма Материал

п/п Масляпит КМ с КМ с КМ с

ЮСУ В ИГЛ Ы Л Т1'ГЛ

1 2 4 5 6

1 Теплостойкость стоек стоск стоек стоек

Не допускается размягчение образца,

прилипание к рукам, изменение цвета и

формы (коробление), изменение внешнего

вида

2 Морозостойкость стоск стоск стоск стоск

Не должно быть трещин и изменения

внешнего вида

3 Маслостойкость стоек стоек стоск стоск

Не допускается размягчение, прилипание к

рукам, изменение внешнего вида

4 Бензостойкость стоек стоек стоек стоек

Не допускается размягчите, прилипание к

рукам, изменение внешнего вида и цвета

Разработанные композиты прошли испытания и внедрены в опытное производство в ООО НИК «Триболог».

Общие выводы

1. Впервые получены антифрикционные композиты с добавками дисперсными продуктами термического и электрохимического

модифицирования гидролизного лигнина: искусственным графитом, бисульфатом 1рафита и терморасширенным 1рафитом, установлены общие закономерности маслоноглощения дисперсных добавок, влияния состава композитов на их триботехнические свойства и водопоглощение, выявлены особенности композитов, содержащих терморасширенный графит.

2. Проведены комплексные исследования процессов получения добавок из термического и электрохимического модифицированного лигнина и их свойств, составов антифрикционных композитов с полиамидной матрицей и исследованными добавками, свойств и характеристик композитов, в результате которых установлены:

- - закономерности изменения гранулометрического состава от режимов помола шдролизнош лигнина, ею природы, термического и электрохимического модифицирования, позволяющие получать добавки заданной дисперсности, получены уравнения влияния параметров помола на фанулометрический состав порошков; рекомендованы технологические параметры помола и состав операций по переработке гидролизного лигнина в мелкодисперсные добавки из искусственного графита, бисульфата графита и терморасширенного графита;

- закономерности и получены уравнения влияния природы добавок, их дисперсности и температуры пропитки на маслопоглощение добавок, показано, что терморасширегашй графит, обладая более чем на порядок большим маслопоглощением по отношению к другим добавкам, может служить эффективным аккумулятором масляных пластификаторов в антифрикционных композитах с полимерной матрицей;

• • зависимости коэффициента трения по стали и нагрузочной способности композитов от их состава, дисперсности порошковых добавок и температуры пропитки добавок маслом, установлены общие закономерности влияния содержания дисперсной добавки и масляного пластификатора в композите на коэффициент трения и отличия, зависящие от природы добавок, получены уравнения влияния содержания масла в композитах, дисперсности добавок и температуры пропитки их маслом на коэффициент трения композитов но стали, разработаны составы композитов с разработанными добавками;

- закономерности водопоглощения разработанных композитов, рассчитаны характеристики этого процесса, показано, что водопоглощение в исследованных композитах носи г диффузионный характер, определены константы скорости водопоглощения и их зависимости от температуры, а также энергии активации этого процесса.

3. Получены новые данные о трибологических, физико-химических и физико-механических свойствах добавок из термически и электрохимически модифицированнот лигнина и антифрикционных композитов с полиамидной матрицей и этими добавками, разработаны и рекомендованы оптимальные составы композитов с добавками из модифицированного липшна для антифрикционных изделий:

с малой скоростью скольжения и удельной нагрузкой: композиты с добавкой ГЛ: добавка ГЛ - 6...8 %, масло (цилиндровое 52) - 8... 11 %, полиамид 6-81 -86 %;

- машиностроительного назначения с добавками ИГЛ или БГЛ: ИГЛ или БГЛ

- 7.. .9 %, масло (цилиндровое 52) - 8... 11%, полиамид 6 - 80-85 %; -машиностроительного назначения с добавкой ТРГЛ: ТРГЛ - 1...3%, масло (цилиндровое 52)- 8...35%, полиамид 6-62-91 %;

- композиты для устройств и приборов медицинского назначения с ТРГЛ: добавка ТРГЛ - 1...3%, смесь масла вазелинового медицинского и полисилоксановой жидкости ПФМС-5 в отношении 10:1-20:1 - 8...30%, полиамид 6 - 67-91 %.

4. Показано, что терморасширенный графит, полученный из лигнина, является лучшей из исследованных добавок для антифрикционных композиционных материалов с полиамидной матрицей. Терморасширенный графит является эффективным аккумулятором масляного пластификатора и позволяет значительно улучшить триботехнические характеристики композитов: снизить коэффициент трения минимум на 15-30%, повысить нагрузочную спсобность в 1,5-1,8 раза.

5. Предложена технология подготовки добавок из термически и электрохимически модифицированного лигнина, даны рекомендации по выбору дисперсности порошков и параметров пропитки добавок маслом для использования в антифрикционных композитах.

6. Снижено водопоглощение разработанных композитов на 30-52% по отношению к «маслянитам», соответственно, снижены набухание и изменение размеров разработанных композитов при работе в воде и среде с повышенной влажностью.

7. Проведены сравнительные испытания разработанных композитов, подтвердившие применимость их в качестве антифрикционных материалов и продемонстрировавшие преимущества разработанных композитов по сравнению с применяемым в отечественном автомобилестроении материалом «Маслянит 10СУВ».

Основные положения и результаты диссертационной работы изложены в следующих публикациях:

Статьи в журналах, включенных в список ВАК РФ:

1. Шкуракова О.Э. Адсорбция масла продуктами термической модификации гидролизного лигнина / О.В. Попова, М.Ю. Сербиновский, О.Э. Шкуракова // Известия вузов. Сев.-Кавк. регион. Технические науки. 2010 . № 2. С. 70-72.

2. Шкуракова О.Э. Бисульфат графита и терморасширенный графит из гидролизного лигнина / О.В. Попова, A.M. Сербиновский, О.Э. Шкуракова // Электрохимическая энергетика. 2010. Т. 10, №1. С. 43-47.

Публикации в других изданиях:

3. Шкуракова О.Э. Исследование влияния электрического поля на время растекания некоторых жидкостей в пористом материале/В.Ф.Кукоз,

-/о

В.Д. Хулла, О.Э.Шкуракова, Г.В.Бородавко//Известия вузов Сев.-Кавк. регион. Технические науки. 2005. Спецвыпуск. Проблемы трибоэлектрохимии. С. 139-142.

4. Шкуракова О.Э. Антифрикционные композиты с добавками, полученными из гидролизного лигнина / О.В. Попова, М.Ю. Сербиновский, О.Э. Шкуракова // Проблемы синергетики в трибологии, трибоэлектрохимии, материаловедении и мехатронике: материалы VIII Междунар. науч.-практ. конф. Новочеркасск: ЮРГТУ(НПИ), 2009. С. 107-113.

5. Шкуракова О.Э. Маслопоглощение продуктами термической модификации гидролизного лигнина / О.В. Попова, М.Ю. Сербиновский, О.Э. Шкуракова // Сборник конкурсных работ Всерос. смотра-конкурса науч.-техн. творчества «Эврика-2009». Новочеркасск: Лик, 2009. С. 165-167.

6. Шкуракова О.Э. Продукты гидролизного лигнина в антифрикционных композициях / О.В. Попова, М.Ю. Сербиновский, О.Э. Шкуракова // Приоритетные направления развития науки и технологии: доклады Всерос. науч.- техн. конф. Тула: Изд-во ТулГУ, 2009. С. 11-14.

7. Шкуракова О.Э. Новые экологически чистые антифрикционные композиты для медицинского оборудования и пищевых производств / М.Ю. Сербиновский, О.Э. Шкуракова // Модернизация индустрии рекреации, санаторно-курортного дела и туризма: материалы Междунар. науч.-практ. кластер-конф. Невинномысск: НГТТИ, 2010. С. 75-79.

8. Шкуракова О.Э. Водопоглощение антифрикционных композитов с добавками искусственного графита, бисульфата графита и терморасширенного графита / О.Э. Шкуракова, М.Ю. Сербиновский // Актуальные проблемы современной науки: труды 10-й Междунар. конф. Самара: СГОУ(Н). 2009. Естественные науки. Ч. 7. Физическая химия.

9. Шкуракова О.Э. Новые антифрикционные композиты, содержащие нанослоистый графит / О.Э. Шкуракова, М.Ю. Сербиновский // Регион, науч.- техн. конф. молодых ученых и студентов «Весна-2010». Новочеркасск: Лик, 2010. С. 75-76.

С. 62-65.

Подписано в печать 08.09.2010 Бум .офсет. Тираж 100 экз.

Усл.печ.л. 1,0 Заказ 285

Формат 60x84 1/16 Уч.-изд.л. 1,0 Бесплатно

Саратовский государственный технический университет

410054, Саратов, Политехническая ул., 77. Отпечатано в Издательстве СГТУ. 410054, Саратов, Политехническая ул., 77

ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ И РАЗРАБОТКИ АНТИФИРКЦИОННЫХ САМОСМАЗЫВАЮЩИХСЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ С ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕЙ

1.1 Антифрикционные композиты с полимерными матрицами и используемые в них ингредиенты.

1.2 Антифрикционные материалы и композиты с полимерными матрицами полиамидной группы.

1.3 Использование отходов в антифрикционных композитах с полимерной матрицей.

1.4 Обоснование выбора направления исследования, цель и задачи работы.

2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1 Объекты, материалы и реактивы.

2.2 Термическая модификация гидролизного лигнина.

2.3 Синтез! бисульфата графита и терморасширенного графита из искусственного и природных графитов.

2.4 Гранулометрический анализ и получение фракций порошков материалов.

2.5 Определение маслопоглощения порошковых материалов.

2.6 Приготовление композиций и прессование образцов композитов

2.7 Исследование водопоглощения композитов.

2.8 Термогравиметрический анализ образцов.

2.9 ИК-спектроскопия образцов.

2.10 Рентгенографический анализ образцов.

2.11 Изучение микроструктуры компонентов и композиций.

2.12 Определение пористости композитов химическим методом.

2.13 Методика проведения трибологических испытаний.

2.14 Определение механических, физико-механических и 41 эксплуатационных характеристик композитов.

2.15 Планирование экспериментов и обработка результатов.

3 РАЗРАБОТКА АНТИФРИКЦИОННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ

КОМПОЗИТОВ С ДОБАВКАМИ МОДИФИЦИРОВАННОГО

ЛИГНИНА.

3.1 Влияние параметров процесса помола гидролизного лигнина на его гранулометрический состав.

3.2 Влияние термического и электрохимического модифицирования на гранулометрический состав модифицированных продуктов.

3.3 Влияние дисперсности порошков и температуры на маслопоглощение добавок в антифрикционных композитах

3.4 Влияние различных добавок и состава композитов на структуру образцов и коэффициент трения в паре деталь из антифрикционных композитов — сталь.

3.5 Разработка антифрикционные композиты для медицинского оборудования и пищевых производств.

3.6 Выводы.

4 ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ КОМПОЗИТОВ

4.1 Термогравиметрические и ИК-спектроскопические исследования композитов.

4.2 Микроструктурные исследования композитов.

4.3 Кинетика водопоглощения антифрикционными самосмазывающимися композитами с добавками искусственного графита, бисульфата графита и ТРГ.

5 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО

ВЫБОРУ СОСТАВОВ КОМПОЗИТОВ. РЕЗУЛЬТАТЫ

СРАВНИТЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ.

5.1 Обобщенные рекомендации.

5.2 Результаты сравнительных испытаний разработанных композитов и Маслянита 10СУВ.

Энергетические параметры, надежность и долговечность оборудования, машин и механизмов во многом определяются качеством и эксплуатационными характеристиками так называемых узлов или элементов трения: подшипников, направляющих и т.д., т.е. любых кинематических пар, обеспечивающих возможность взаимного перемещения звеньев механизмов. Такое взаимное перемещение сопровождается трением, которое сопровождается энергетическими потерями и износом трущихся поверхностей. Большинство машин (85-90%) выходят из строя по причине износа деталей [1]. Энергетические потери на трение лучших образцов оборудования составляют 30-35%, а для сложного технологического оборудования до 80-85%. Затраты на мероприятия по предотвращению преждевременного износа исчисляются в развитых странах миллиардами долларов. Все это говорит об актуальности продолжения научных исследований и разработок, связанных с совершенствованием узлов трения и антифрикционных материалов.

Наиболее распространенными узлами трения являются различные опорные узлы, в первую очередь, опоры вращения — подшипниковые узлы. Энергетические потери в подшипниковых узлах, их прочность, жесткость и износостойкость напрямую определяют коэффициент полезного действия, надежность и долговечность любого механизма, устройства, машины, оборудования. Подшипники разделяют на подшипники качения и скольжения. Последние весьма распространены и часто работают в условиях недостатка смазки, без смазки, в абразивных и агрессивных средах. В таких условиях хорошо зарекомендовали себя подшипники скольжения из полимерных антифрикционных материалов. Интенсивная разработка таких материалов началась в 50-х годах XX века. Созданы и создаются новые материалы, совершенствуются их физико-механические и триботехнические характеристики. Однако процесс этот далеко не окончен. Это, в первую очередь, относится к узлам трения, работающим в условиях недостатка смазки, без смазки, в воде, водных растворах, повышенной влажности, абразивных и агрессивных средах, других сложных условиях.

Другой проблемой узлов трения является относительно высокая стоимость применяемых материалов. При многочисленности таких узлов (многие машины, оборудование, устройства выпускаются тысячами и миллионами экземпляров) их удешевление приносит весьма значительный экономический эффект. Одним из путей такого удешевления является использования в технологии антифрикционных материалов, продуктов, полученных из отходов производства и вторичного сырья. В этом случае одновременно решается экологическая проблема отходов производства.

Все вышеперечисленное свидетельствует об актуальности темы исследования - разработка составов, изучение структуры и свойств антифрикционных композиционных материалов с добавками из термически и электрохимически модифицированного гидролизного лигнина.

Гидролизный лигнин - многотоннажный отход гидролизного производства, который может служить ценной сырьевой базой при производстве ряда ценных продуктов [2]. В отличие от природного ископаемого сырья это возобновляемый источник сырья, т.к. первичным сырьем гидролизного производства служит различное растительное сырье, в том числе растительные отходы, например, кукурузная кочерыжка. Термическое и электрохимическое модифицирование гидролизного лигнина позволяет получить искусственный графит, соединения внедрения графита, в том числе бисульфат графита, терморасширенный графит. Эти продукты модификации использованы в данном исследовании для разработки новых антифрикционных композитов с полимерной матрицей. В качестве матричного полимера выбран полиамид, который обладает уникальным комплексом физико-механических и антифрикционных свойств.

Целью работы является разработка технологии подготовки дисперсных добавок из продуктов термически и электрохимически модифицированного лигнина, составов антифрикционных композиционных материалов с этими добавками, обладающих улучшенными физико-химическими и антифрикционными свойствами, изучение структуры и свойств разработанных композитов.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

• исследование процесса получения мелкодисперсных добавок из продуктов термически и электрохимически модифицированного лигнина, их структуры и свойств;

• изучение особенностей влияния продуктов термического и электрохимического модифицирования гидролизного лигнина, как компонентов композитов, их свойств, технологии подготовки добавок на физико-химические и триботехнические свойства антифрикционных композитов с полиамидной матрицей;

• исследование влияния составов композитов материалов с мелкодисперсными добавками из продуктов термически и электрохимически модифицированного лигнина на их триботехнические характеристики, физико-химические и механические свойства;

• исследование структуры, свойств и характеристик разработанных антифрикционных композитов;

• разработка технологических рекомендаций по получению дисперсных добавок из продуктов термически и электрохимически модифицированного лигнина и пропитке их пластификаторами.

Научная новизна диссертационной работы заключается в том, что:

• поведены комплексные исследования процессов получения добавок из термически и электрохимически модифицированного лигнина, составов антифрикционных композитов с полиамидной матрицей и этим добавками, свойств и характеристик композитов;

• установлены зависимости: коэффициента трения композитов по стали от их состава; маслопоглощения добавок из термически и электрохимически модифицированного лигнина от дисперсности порошков и температуры пропитки;

• установлено, что терморасширенный графит, полученный из лигнина, является лучшей из исследованных добавок для антифрикционных композиционных материалов на основе полиамида и служит аккумулятором смазочной компоненты, обеспечивая стабильно низкий коэффициент трения в широком диапазоне содержания масла в композите;

• установлены закономерности водопоглощения разработанных композитов, рассчитаны характеристики этого процесса, показано, что водопоглощение в исследованных композитах носит диффузионный характер, определены константы скорости водопоглощения и их зависимости от температуры, а также энергии активации этого процесса;

• получен новые данные о трибологических, физико-химических и физико-механических свойствах добавок из термически и электрохимически модифицированного лигнина и антифрикционных композитов с полиамидной матрицей и этими добавками.

Практическая значимость работы заключается в следующем:

• предложена технология подготовки добавок из термически и электрохимически модифицированного лигнина, даны рекомендации по выбору дисперсности порошков и параметров пропитки добавок маслом для использования в антифрикционных композитах;

• разработаны- и оптимизированы новые составы композитов с добавками из термически и электрохимически модифицированного лигнина, обладающие улучшенными эксплуатационными свойствами и характеристиками;

• снижено водопоглощение разработанных композитов на 30-52% по отношению к «маслянитам», соответственно, снижено набухание и изменение размеров разработанных композитов при работе в воде и среде с повышенной влажностью.

Материалы диссертации используются в учебном процессе для студентов химико-технологических и механических специальностей, прошли внедрение в опытное производство ООО Научно-производственного комплекса «Триболог» г. Новочеркасск.

На защиту выносятся:

• результаты комплексных исследований процессов, получения дисперсных •добавок из продуктов термически и электрохимически модифицированного лигнина и антифрикционных композиционных материалов с этими добавками; !

• установленные закономерности изменения дисперсного состава продуктов гидролизного лигнина, -зависимости маслопоглощения-: продуктов гидролизного лигнина в зависимости от природы добавок, их дисперсности и температуры, пропитки, рекомендации по выбору технологии подготовки .материалов и режимов пропитки их масляным пластификатором;,

• установленные зависимости свойств антифрикционных композитов с дисперсными добавками из продуктов термически и электрохимически модифицированного лигнина от их состава,, рекомендации по выбору оптимальных составов антифрикционных материалов;

• результаты исследования структуры, и свойств разработанных антифрикционных композитов материалов- с полиамидной матрицей и добавками из термически и электрохимически.модифицированного» лигнина.

Достоверность и обоснов!анность результатов исследований базируется на применении комплекса . независимых химических, физических, физико-химических и физико-механически .методов исследований: инфракрасная спектроскопия, оптическая и растровая, электронная микроскопия, элементный, рентгенографический, термогравиметрический, гранулометрический анализ,, исследования антифрикционных свойств и износостойкости композитов, механических характеристик и других методов исследования, в том числе методов физического моделирования, математического планирования экспериментов и обработки их результатов, на применении современного научно-исследовательского оборудования, метрологического обеспечения экспериментов:, планирования экспериментов, статистической обработки результатов, корреляционного, регрессионного и ' дисперсионного анализа. Достоверность результатов подтверждена достаточным объемом выполненных экспериментов, совпадением теоретических предпосылок и экспериментальных результатов.

Апробация результатов работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международных и Всероссийских конференциях, в том числе на: VIII Междунар. науч.-практ. конф. «Проблемы синергетики в трибологии, трибоэлектрохимии, материаловедении и мехатронике», г. Новочеркасск, 2009; 10-й Международной конференции «Актуальные проблемы современной науки» Самара 2009 16-18 ноября 2009, Всеросс. науч.- техн. конф. «Приоритетные направления развития науки и технологии», Тула, 2009, Всерос. смотре-конкурсе науч.-техн. творчества «Эврика-2009», г. Новочеркасск, 2009; Междунар. науч.-практ. кластер-конф. «Модернизация индустрии рекреации, санаторно-курортного дела и туризма», г. Геленджик, 2010; Регион, науч:- техн. конф. молодых ученых и студентов «Весна-2010» , г. Новочеркасск, 2010, на ежегодных научно-практических конференциях Южно-Российского государственного технического университета (НПИ).

Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 10 работах, в том числе 2 статьи в изданиях рекомендованных ВАК РФ, 6 докладов на Международных, Всероссийских и Региональной конференциях.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов, списка использованной литературы, приложения.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ антифрикционных композитов с полиамидной матрицей и этим добавками, свойств и характеристик композитов и установлены: закономерности изменения гранулометрического состава от режимов предварительного помола гидролизного лигнина, его природы, термического и электрохимического модифицирования, маслопоглощения добавок от их природы, дисперсности и температуры пропитки; зависимости коэффициента трения композитов по стали от их состава, дисперсности порошков и температуры пропитки; закономерности водопоглощения разработанных композитов, рассчитаны характеристики этого процесса, показано, что водопоглощение в исследованных композитах носит диффузионный характер, определены константы скорости водопоглощения и их зависимости от температуры, а также энергии активации этого процесса.

2. Показано, что терморасширенный графит, полученный из лигнина, является лучшей из исследованных добавок для антифрикционных композиционных материалов на основе полиамида. Разработаны оптимальные составы композитов с добавок из термически и электрохимически модифицированного лигнина.

3. Получен новые данные о трибологических, физико-химических и физико-механических свойствах добавок из термически и электрохимически модифицированного лигнина и антифрикционных композитов с полиамидной матрицей и этими добавками.

4. Предложена технология подготовки добавок из термически и электрохимически модифицированного лигнина, даны рекомендации по выбору дисперсности порошков и параметров пропитки добавок маслом для использования в антифрикционных композитах.

5. Снижено водопоглощение разработанных композитов на 30-52% по отношению к «маслянитам», соответственно, снижено набухание и изменение размеров разработанных композитов при работе в воде и среде с повышенной влажностью.

6. Проведены сравнительные испытания разработанных композитов, подтвердившие* применимость их в качестве антифрикционных материалов.

1. Гаркунов Д.Н. Триботехника. - М.: Машиностроение, 1989. - 328 с.

2. Попова О.В. Научные основы электрохимического модифицированиялигнинов. Дис. . докт. техн. наук. Саратов, 2006 291 с.

3. Крагельский И.В., Щедров B.C. Развитие науки о трении. Сухое трение.

4. Москва: Изд. АН СССР. 1956.

5. Трение и износ: библиографический указатель / Дон. гос. техн. ун-т. — 2-еизд. Ростов-н/Д, 2005. - 365 с.

6. Кутьков А.А. Граничные смазочные слои на поверхности пластмасс //

7. Пластические массы, 1961. -№ 7. — С. 38-41.

8. Пластмассы конструкционные и антифрикционные материалы / Л.В.

9. Красниченко, Л.А. Кобзарь, А.Ф. Тимофеев // Применение пластмасс в сельскохозяйственном машиностроении: Материалы отрасл. совещ., провед. в ВИСХОМе. -М., 1963. С. 105-112.

10. Колесников В.И. Теплофизические процессы в металлополимерных трибосистемах. М.: Наука, 2003. - 279 с.

11. Евдокимов Ю.А. Трение и износ пластмасс по металлу при граничнойсмазке. — Новочеркасск: НПИ, 1970. 51 с.

12. Авдеев Д.Т. и др. Коэффициенты трения покоя антифрикционныхполимерных материалов / Д.Т. Авдеев, А.А. Кутьков, А.К. Курочка. -Ростов н/Д: Изд-во Ростов, ун-та, 1981. — 96 с.

13. Кутьков А.А., Вишняков В.И. Новые исследования в области трения и износа машин Новочеркасск: НПИ, 1968. - 78 с.

14. Кутьков А.А. и др. Исследования в области трения и износа металлополимерных пар / А.А. Кутьков, B.C. Кальницкий, Г.С. Учитель. -Кишинев, 1969. 44 с.

15. Трение и износ высокополимерных материалов / А.А. Кутьков, С.А. Костюков//Труды/НПИ.-1969.-Т. 187.-С. 114-116.

16. Исследование трения покоя антифрикционного материала «Маслянит-Д» понержавеющей стали в процессе высыхания / Д.Т. Авдеев, А.А. Кутьков, А.И. Романовский // Вопросы теории трения, износа и смазки. -Новочеркасск, 1969. С 65-69. - (Тр. / НПИ; Т. 215).

17. Авдеев Д.Т. Трение покоя полимерных материалов; монография / Д.Т. Авдеев, А.А. Кутьков, А.К. Курочка. Ростов н/Д: Изд-во Ростов, унта, 1978.-127 с.

18. Кутьков А.А. и др. Триботехника / А.А. Кутьков, Г.И. Шульга, А.В. Бородай, В.Е. Гриценко, В.А. Щеголев, Н.'В. Бабец. Новочеркасск: НПИ, 1983.-87 с.

19. Авдеев Д.Т., Васечко Ю.А., Гончаров В.В. Исследование долговечности нового самосмазывающегося материала ПМ // Гетерогенные процессы и межфазные слои: Тр. НПИ, Т. 269. Новочеркасск: НПИ, 1972. — С. 35-40.

20. Конструирование антифрикционных самосмазывающихся полимерных материалов с заданными свойствами / П.Д. Дерлугян,. Логинов, А.С. Сухов, И.Д. Дерлугян // Изв. СКНЦ ВШ. Сер. Техн. науки, 1987. № 3 (59). - С 6167.

21. Исследование износостойкости металлополимерных пар трения, работающих в морской воде / А.А. Болкунов, А.А. Кутьков, СМ. Курейко, Е.А. Федорчук // Вопросы теории трения, износа и смазки. Новочеркасск, 1969. - С. 85-89. - (Тр. / НПИ; Т. 215).

22. Некоторые вопросы работы металлополимерных пар трения в кислой среде /

23. А.А. Кутьков, М.Ш. Иманов // Труды / НПИ. 1969. -Т. 190. - С. 132-136.

24. Статическое трение металлополимерной пары в вакууме / А.А. Кутьков, Г.С. Учитель // Вопросы теории трения, износа и смазки. Новочеркасск, 1969. - С. 23-28. - (Тр. / НПИ; Т. 215).

25. Исследования температурной зависимости трения покоя полимерных пар ввакууме / А.А. Кутьков, B.C. Кальницкий, Г.С. Учитель // Исследования в области конструирования и технологии деталей машин. Новочеркасск, 1972. - С. 41-47. (Тр. НПИ, Т. 257).

26. Исследование влияния окружающей среды на антифрикционные свойстваполиамидов и композиций на их основе / Б.Н. Васильев, А.А. Кутьков // Физико-химическая механика контактного взаимодействия и фреттинг-коррозия: сб. ст. Киев, 1973. - С. 52.

27. Исследование факторов, влияющих на трение пар полимер-металл в морской воде / П.Д. Дерлугян, Р.У. Гойтемиров, М.К. Лукашов, А.А. Кутьков // Трение, износ и смазка. Новочеркасск, 1975. - (Тр. / НПИ; Т. 321, вып. 3).

28. О механизме изнашивания полимеров в водно-угольным потоке / А.А. Кутьков, B.C. Рутенко, Н.М. Мамаев // Трение, износ и смазка. -Новочеркасск, 1975. С. 86-94. - (Тр. / НПИ; Т. 321, вып. 3).

29. Работоспособность антифрикционных полимерных материалов в химическиактивных средах / СМ. Губарев, В.Г. Алтынов // Антифрикционные материалы специального назначения: сб. ст. / НПИ. -Новочеркасск, 1980. -С. 58-65.

30. Влияние жидких сред на физико-механические свойства материала "Маслянит" / В.Г. Алтынов, Н.М. Мамаев, СМ. Губарев, В.И. Малеванный // Трение и износ. 1983. - Т. IV, № 5. - С. 859-864.

31. Исследование работоспособности самосмазывающихся материалов ПМ и МДСК в водных средах / Л.М. Данюшин, Е.С. Косенко, Н.М. Мамаев // Антифрикционные материалы специального назначения: межвуз. сб. / НПИ. Новочеркасск, 1987. - С. 40-43.

32. Стойкость к пресноводному обрастанию группы антифрикционных материалов на основе полимеров / JI.A. Синеок, О.Н. Мороз, Г.Н. Докукина // Антифрикционные материалы специального назначения: межвуз. сб. / НПИ. Новочеркасск, 1987. - С. 128-132.

33. Исследование работоспособности самосмазывающихся материалов ПМ и МДСК в водных средах / Н.М. Мамаев, JI.M. Данюшин, Е.С. Косенко // Антифрикционные материалы специального назначения: межвуз. сб. / НПИ. Новочеркасск, 1988. - С. 40-43.

34. Дерлугян П.Д., Логинов В.Т., Башкиров О.М. Особое конструкторско-технологическое бюро «Орион» (страницы истории) // Антифрикционные материалы специального назначения: сб.науч.тр. Юж.-Рос.гос.техн.ун-т. -Новочеркасск: ЮРГТУ, 1999. С. 5-22.

35. Евдокимов Ю.А., Барсуков В.И. Новые антифрикционные полимерные композиции изготовления на базе эпоксидных смол. Ростов н/Д: Ростиздат, 1976. - 110 с.

36. Авдеев Д.Т. и др. Антифрикционные полиолефиновые композиции в машинах: монография / Д.Т. Авдеев, А.В. Иванов, О.П. Киреев. -Новочеркасск: НПИ, 1985.- 156 с. Деп. в ОНИИТЭХИМ 24.07.85.

37. Подшипники из капрона вместо бронзовых на строительных машинах / Ю.А. Евдокимов, И.А. Лошак // Сварочное производство. 1961. - № 12. -С. 21-22.

38. Механические и фрикционные свойства полиамидных и полиэтиленовыхпокрытий / Д.Т. Авдеев, А.А. Кутьков // Пластические массы. -1964. № 8. -С. 31-33.

39. Антифрикционные и механические свойства полимерных композиций набазе кремнийорганических клеев / Ю.А. Евдокимов // Механика полимеров. 1969. - № 5. - С. 937-940.

40. Исследование механизма трения-медно-фторопластового композита / A.G.

41. Кужаров, А.А. Кутьков, В.О. Гречко, В.В. Сучков^// Трение и износ. -1980. -Т. 1,№ 6.- С. 993-999.

42. Результаты исследований антифрикционных свойств, группы- полимерныхкомпозиций, изготовленных на базе эпоксидных смол / Р.Х. Барсуков, Ю.А. Евдокимов // Механика полимеров. 1972. - №1. — С. 87^90.

43. Антифрикционные и механические свойства полимерных композиций, изготовленных на базе эпоксидных смол / Ю.А, Евдокимов, Р.Х. Барсуков //Изв. вузов. Машиностроение. 1973. - №<3. - С. 47:51.

44. Результаты исследования антифрикционных свойств» эпоксидно-полиамилных композиций / Ю.А. Евдокимов, В.В. Сычев // Повышение долговечности зубчатых передач и подшипников подвижного состава. -Ростов н/Д 1975. С. 83-85. - (Тр. / РИИЖТ; Вып. 112)

45. К оценке работоспособности полиамидных подшипников из материала марки МК / П.Д. Дерлугян, В.М. Могильницкий, А.С. Сухов // Антифрикционные материалы специального назначения: межвуз. сб. / НПИ. Новочеркасск, 1988. - С. 28-33.

46. Применение соединений ряда перемидинов в антифрикционных пластмассовых композитах / Е.С. Климов, В.Х. Сабанов, А.А. Вакар // Антифрикционные материалы специального назначения: межвуз. сб. / ИЛИ. Новочеркасск, 1988. - С. 65-71.

47. Антифрикционные покрытия на основе функционализированного политетрафторэтилена, реализующие эффект безызносности / И.Е. Уфлянд, А.С. Кужаров / Безызносность: межвуз. сб. науч. тр. Ростов н/Д, 1990.-С. 132-143.

48. Триботехнические характеристики полипропилена, наполненного ценосферами / Д.Т. Авдеев, Н.Б. Краснова, В.З. Верхозин // Изв. вузов. Сев. Кавк. регион. Техн. науки. - 2001. - Спец. вып. - С.9-10.

49. А.с. 216256 СССР, Кл. С 08. Пластмассовая композиция на основе полиэтилена / А.А. Кутьков, Ю.П. Махин, Л.И. Студенко, Л.П. Суслова, А.А. Малярчук, И.В. Бельчев, Д.Т. Авдеев. № 1029692/23-5; заявл. 09.09.65; зарег. 06.02.68.

50. Коэффициенты трения покоя пластиков поливинилхлорида / Д.Т. Авдеев,

51. Г.Г. Демиденко // Современные проблемы триботехнологии: тез. докл. Всесоюз. конф. Николаев, 1988. - С. 14-15.

52. Структура и антифрикционные свойства полиэтилена низкого давления в зависимости от двух методов совмещения его с минеральным маслом /

53. Антифрикционные композиционные полимерные материалы для узлов трения / В.И. Колесников, Ю.Ф. Мигаль, И.А. Мясникова // Вестник Юж. науч. центра РАН. 2004: - Пилотный вып. - С. 45-51.

54. Колесников В.И. Самосмазывающиеся композиционные, материалы для узлов трения транспортной техники // Механика- и трибология транспортных систем-2003: сб. докл. Междунар. конф., 10-13 сент. 2003 г.- Ростов н/Д: РГУПС, 2003. Т. 2. - С. 1043.

55. Исследование износостойкости некоторых полимеров при работе в воде /

56. А.А. Кутьков, Ю.Б. Корнилов // Реологические антифрикционные свойства высркополимеров и.пластических масс на их основе. — Новочеркасск, 1967.- С. 75-79. (Тр. НПИ; Т. 177).

57. Повышение надежности и долговечности узлов трения, работающих в водных средах / В.Т. Логинов, П.Д. Дерлугян, Т.Г. Мшвениерадзе // Антифрикционные материалы специального назначения: межвуз., / НПИ. -Новочеркасск, 1988. С. 4-17.

58. Изнашивание и деструкция текстолита при трении в воде / Д.Т. Авдеев,

59. Алыииц И. Я., Благов Б. Н. Проектирование деталей из пластмасс. М.:

60. Машиностроение, 1977.-215 с.

61. Земсков П. И., Якушина Е. Н., Харченко Е. Н. Капроновые подшипникиавтотракторных двигателей. — Изв. вузов. Машиностроение, 1964, № 12, -с. 182-191.

62. Кацнельсон М.Ю., Балаев Г.А. Пластические массы: Свойства и применение: Справочник. Л.: Химия, 1978. - 384 с.

63. Прейс Г.А., Павлик П.Ф. Исследование износостойкости капрона. — Вестникмашиностроения. 1960. — № 2. — с. 39-44.

64. Платонов В.Ф. Подшипники из полиамидов. — М.: Машгиз, 1961. — 112 с.

65. Земляков И.П. Прочность деталей из пластмасс. — М.: Машиностроение, 1972.- 159 с.

66. Трение и износ в узлах строительных и путевых машин. -Ростов н/Д 1974. С. 30-33. - (Тр. / РИИЖТ; Вып. 103).

67. Образование свободных радикалов при фотохимической модификации антифрикционных пластмассовых композитов / Е.С. Климов, А.А. Вакар, В.П. Соколов, О.Ю. Охлобыстин // Журнал общей химии. -1987. Т. 37, вып. 4.-С. 831-835.

68. О механизме трения полимеров, смазанных поверхностно-активными смазками / А.А. Кутьков // Механика полимеров. 1965. - №1. - С. 128135.

69. Исследование износостойкости полимерно-графитовых материалов / А.А. Кутьков, В.Н. Кружилин, Е.А. Федорчук // Научные принципы и новые методы испытаний материалов для узлов трения: сб.ст. М.: Наука, 1968. -С. 137-139.

70. Исследование возможности повышения фрикционной термостойкости маслонаполненных полиолефинов / Н.М. Мамаев, JI.M. Данюшин, В.И. Малеванный // Антифрикционные материалы специального назначения: сб. ст. / НПИ. Новочеркасск, 1980. - С. 65-68.

71. Антифрикционные композиции на основе пластифицироных полимеров / Д.Т. Авдеев, А.А. Кутьков, В.И. Малеванный // Трение и износ. 1982. - Т. 3, № 3. - С. 447-452.

72. Повышение надежности и долговечности узлов трения, работающих в водных средах / В.Т. Логинов, П.Д. Дерлугян, Т.Г. Мшвениерадзе // Антифрикционные материалы специального назначения: межвуз., / НПИ. -Новочеркасск, 1988. С. 4-17.

73. Изнашивание и деструкция текстолита при трении в воде / Д.Т. Авдеев,

74. Альшиц И. Я., Благов Б. Н. Проектирование деталей из пластмасс. М.:

75. Машиностроение, 1977. —215 с.

76. Земсков П. И., Якушина Е. Н., Харченко Е. Н. Капроновые подшипникиавтотракторных двигателей. — Изв. вузов. Машиностроение, 1964, — № 12, -с. 182-191.

77. Кацнельсон М.Ю., Балаев Г.А. Пластические массы: Свойства и применение: Справочник. Л.: Химия, 1978. - 384 с.

78. Прейс Г.А., "Павлик П.Ф. Исследование износостойкости капрона. Вестникмашиностроения. — 1960. — № 2. с. 39-44.

79. Платонов В.Ф. Подшипники из полиамидов. — М.: Машгиз, 1961. 112 с.

80. Земляков И.П. Прочность деталей из пластмасс. — М.: Машиностроение, 1972.-159 с.

81. Исследование антифрикционных свойств группы пластмассовых материалов для подшипников скольжения в условиях абразивной среды / Ю.А. Евдокимов // Труды / РИИЖТ. 1966. - Вып. 57. - С. 52-58.

82. Билик Ш.М. Пары трения металл-пластмасса в машинах и механизмах. -М.: Машиностроение, 1966. 311 с.

83. Лапидус А. С. Оценка износостойкости пластмасс трением по шлифовальной курке. Механика полимеров, 1965. - № 3. - с. 107-114.

84. Доценко Н.М., Левинцев В.А., Колесников К.И. Подбор материалов для роликов ленточных конвейеров // Антифрикционные материалы специального назначения: сб. науч. тр. ЮРГТУ (НПИ). Новочеркасск: ЮРГТУ, 1999. - С. 80-84.

85. Васильев Ю.Н. Природа смазочной способности графита. — Трение и износ, 1983, т. 4, № 3, с. 483 491.

86. Настасин В.А. Электродные процессы при электрохимическом синтезе бисульфата графита. Автореф. дис. . канд. техн. наук. Саратов, 2001.- 20 с.

87. Данюшин JI.M., Косенко Е.С. Кинетика водопоглощения "антифрикционными материалами типа «Маслянит» // Антифрикционныематериалы специального назначения : Сб. науч. тр. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т. Новочеркасск: ЮРГТУ, 1999. С. 158-162.

88. Практикум по коллоидной химии: Учеб. пособие для хим.-технол. спец. вузов/ Баранова В. И., Бибик Е. Е., Кожевникова Н. М. и др.; под ред. И.С. Лаврова-М.: Высш. шк., 1983 —216 с.

89. Martin Dufek, Sergey Klepikov. Quanta 200 400 600. Руководство пользователя 4022 2902818 Ru. - 2-е издание - 13.04.2004 - 154 с.

90. Карякина М.И. Лабораторный практикум по испытанию лакокрасочных материалов и покрытий. — М.: Химия, 1977. — 216 с.

91. Ахназарова С.Л., Кафаров В.В. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии. М.: Высшая школа. 1985. — 328 с.

92. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов / К. Хартман, Э. Лецкий, В. Шеффер и др. М.: Мир, 1977. — 552 с.

93. Попова О.В., Сербиновский М.Ю., Шкуракова О.Э. Бисульфат графита и терморасширенный графит из гидролизного лигнина // Электрохимическая энергетика. 2010. Т. 10, №1. - С.

94. Попова О.В., Сербиновский М.Ю., Шкуракова О.Э. Антифрикционные композиты с добавками, полученными из гидролизного лигнина // Проблемы синергетики в трибологии, трибоэлектрохимии, материаловедении и мехатронике // Материалы VIII Междунар. Науч.

95. А.с. 475863 СССР, МКИ2 С 08G 41/00. Самосмазывающийся антифрикционный материал ТАСМ / А.А. Кутьков, Б.Н. Васильев, СЕ. Андреев, Г.П. Барчан, Г.П. Скорюков. № 1855891/23-5; заявл. 07.12.72; зарег. 07.03.75.

96. А.с. 476309 СССР, МКИ2 С 10 М 7/28; 7/02. Антифрикционный самосмазывающийся материал / А.А. Кутьков, Г.П. Скорюков, Б.Н. Васильев, Г.П. Барчан, СЕ. Андреев. № 1858711/23-5; заявл. 18.12.72; опубл. 05.07.95, Бюл. № 25.

97. Твердая смазка и самосмазывающиеся пластмассы с использованием деструкции полимеров / Ю.А. Евдокимов // Фрикционные и антифрикционные пластмассы: материалы семинара. — М.: Машиностроение, 1975. С. 75-78.

98. Маслосодержащие антифрикционные полимерные материалы / П.Д. Дерлугян, А.А. Вакар, В.Т. Логинов // Композиционные полимерные материалыг свойства, производство и применение: тез. докл. третьей науч. техн. конф., 14-16 сент. - М., 1987. - С. 128.

99. Вопросы технологии получения материалов типа «Маслянит» / В.Т. Логинов, О.М. Башкиров, П.П. Скороходов, П.Д. Дерлугян, А.А. Кутьков, Ф.П. Дерлугян // Инновации в машиностроении: сб. ст. Всерос.уч. практ. конф. - Пенза, 2001. - Ч. 1. - С. 64-66.

100. Кристаллические углеводородные пластификаторы как средство снижения трения скольжения полимеров / Д.Т. Авдеев, А.В. Иванов // Износ в машинах и методы защиты от него: тез. докл. М., 1985. — С. !80-181.

101. Композиционные высокопластифицированные материалы для тяжелонагруженных трибосопряжений / В.Т. Логинов, П.Д. Дерлугян,

102. О.М. Башкиров // Проблемы контактного взаимодействия, трения и износа: тез. докл. выездной сессии, Таганрог, 19-21 июня. Ростов н/Д, 1990. - С. 66.

103. Кутьков А.А. Износостойкие антифрикционные покрытия. М.: Машиностроение, 1976. 152 с.

104. Механические и антифрикционные свойства вторичного капрона / А.Ф. Котенко, В.А. Черенкевич, Ю.А. Евдокимов // Изв. вузов. Машиностроение. -1962. № 8. - С. 79-88. отходы

105. Антифрикционные свойства полимерных композиций на основе отходов капрона / JI.B. Красниченко, Ю.И. Пустовойт // Тракторы и сельхозмашины. 1972. - № 5. - С. 43-45.

106. Антифрикционный композиционный материал из отходов металлургического производства / В.И. Колесников, В.А. Алексеев, А.И. Тарасов // Триботехнология производству: тез. докл. II Регион, науч.-техн. конф. - Таганрог, 1991. - С. 17-20.

107. Исследование триботехнических. свойств ВМ ПЭ, наполненного отходами ТЭЦ / Д.Т. Авдеев, В.Ф. Лукашов // Триботехнология производству: тез: докл. II Регион, науч.- техн. конф. Таганрог, 1991. -С. 93-44.

108. Сербиновский М.Ю. и др. Полимерные лигнинсодержащие композиционные материалы с антифрикционными свойствами / М.Ю. Сербиновский, О.В. Попова, 3:М. Алиев, Д.С. Агаханова // Вестник ДГУ. Естеств. науки, 2003. - Вып.1. - С.44-47.

109. Финаенов А.И. Научные принципы модификации и электрохимической обработки графита химических источников тока. Автореф., дис.-. докт. техн. наук. Саратов, 2000 32 с.

110. Краснов А.В. Электрохимический синтез бисульфата графита на.основе суспензий графит серная кислота. Автореф. дис. . канд. техн. наук. Саратов, 2004.- 20 с.

111. Трифонов А.И. Электрохимический синтез терморасширяющихся соединений графита с серной кислотой. Автореф. дис: . канд. техн. наук. Саратов, 2004 20 с.

112. Настасин В.А. Электродные процессы при электрохимическом, синтезе бисульфата графита. Автореф. дис. . канд. техн. наук. Саратов, 2001 20 с. ' "

113. Данюшин Л.М., Косенко ЕС. Кинетика водопоглощения антифрикционными материалами типа «Маслянит» // Антифрикционные материалы специального назначения : Сб. науч. тр. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т. Новочеркасск: ЮРГТУ, 1999. С. 158-162.

114. Практикум по коллоидной химии: Учеб. пособие для хим.гтехнол. спец. вузов/ Баранова В. И., Бибик Е. Е., Кожевникова Н. М. и др.; под ред. И.С. Лаврова-М.: Высш. шк., 1983-216 с.

115. Martin Dufek, Sergey Klepikov. Quanta 200 400 600; Руководство пользователя 4022 2902818 Ru. - 2-е издание - 13.04.2004- 154 с.

116. Карякина М.И. Лабораторный практикум по испытанию лакокрасочных материалов и покрытий. Mi: Химия, 1977. - 216 с.

117. Ахназарова С.Л., Кафаров В.В.: Методы оптимизации эксперимента в химической технологии: М.: Высшая школа. 1985! — 328 с. '

118. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов / К. Хартман, Э; Лецкий, В; Шеффер и др. Mi:;Мир, 1911. 552 с. :

119. Попова 0:В;, Сербиновский М;Ю:, Шкуракова О.Э. Бисульфат графита и терморасширенный графит из гидролизного лигнина // Электрохимическая энергетика. — 2010. Т.10, №1. — С.

120. Васильев1 А.М.уСапрыкин JI.B., Темердашев Э.А. Исследование механизма термического разложения лигнина рисовой шелухи;// 7-я Всес. конф. похимии и использ. лигнина,'1987. Тез. докл—Рига, 1987. G. 83-84. •'

121. Сапрыкин JI.B;, Темердашев Э.А, Васильев- A.M. и др. Исследование процесса термолиза рисовой шелухи и ее гидролизного лигнина // Химия древесины.- 1988.- №6 С, 87-90.

122. Сапрыкин Л.В., Киселева НВ., Темердашев Э;А*. . Состав продуктов термолиза рисовой шелухи и ее г идролизного лигнина // Химия древесины — 1989.-Ж2.- С. 80-82. ^ ;

123. К Каплунова Т.С., Абдуазимов. X.А., Исмаилова; 11.Л., Шермагов Б.Э. Газохроматографическое исследование продуктов термолиза гидролизного . лигнина // Химия природ, соед."- 1990:—№ 3.-С.: 420-42Т.;

124. Пайча В.П., Домбург Г.Э., Дубава Л.К. и. др. Исследование состава смолы скоростного термолиза гидролизного лигнина: Зависимость состава; смолы от характеристик лигнина // Химия древесины.- 1985.- № 5.- С. 81-86,125-126:

125. Домбург Г.Э.-Термические реакции лигнина и его карбонизация. 7 Всес. конф. по химии и использованию лигнина // 7-я Всес. конф. по химии и использ:,лигнина, 1987. Тез. докл.- Рига, 1987 -С.120-121. . .

126. Nassar Mamdouh М., Mackay G.D.M. Mechanism of thermal decomposition of lignin // Wood and Fiber Sci — 1984.- V. 16; №-3 P? 441-453.

127. Фиалков A.C. Формирование; структуры и свойств углеграфитовых материалов. М:: Металлургия, 1965.- 288 с.

128. Попова О.В., Сербиновский М.Ю., Шкуракова О.Э. Адсорбция масла продуктами термической модификации гидролизного лигнина // Изв. Вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2010 г. №2 - 5 с.

129. ГОСТ 3164-78 Масло вазелиновое медицинское. Технические условия (с Изменениями № 1-4) : Сб. ГОСТов. М.: ИГЖ Издательство стандартов, 2002.

130. Справочник по пластическим массам / Под ред. В.Н. Катаева, В.А. Попова, Б.И. Сажина. М.: Химия, 1975. - 586 с.

131. Павлюченко М.М., Шелкановцева Н.А. Гетерогенные химические реакции / Под ред. М.М.Павлюченко. Минск: Изд-во МВССПО, 1961. С. 212-225.

132. Шур А.И. Высокомолекулярные соединения. М.: Высш. шк., 1966. — 507 с.