Technological aspects of formation of composite materials and coatings based

Abstract

The study considered the issue of increasing the durability of machine parts by increasing their resistance to wear and corrosion by using polymer composite coatings. Compositions were formed based on reactive oligomeric systems, in particular, epoxy resin ED-20 and urea-formaldehyde resin, into which dispersed modifying components were introduced - tripoli, siliceous materials, graphite and fluoroplastic. A method of forming coatings based on the technology of application using immersion was also proposed. Infrared spectroscopy and X-ray structural analysis were used to analyze the structural features of the formed layers. In addition, an evaluation of operationally important characteristics was carried out, in particular, adhesive strength, impact strength, water absorption capacity and tribological indicators. The results obtained indicate that the introduction of fillers is not accompanied by the formation of new chemical compounds in the polymer matrix, but causes an increase in the order of its structure, which is manifested in an increase in the degree of crystallinity. It was established that the addition of fluoroplastic has a positive effect on the adhesion and impact properties of the coatings, while the use of other modifiers leads to their certain deterioration. In the process of tribological tests, a decrease in the friction coefficient to a level of about 0.2 was recorded with the introduction of siliceous components and tripolite. The practical value of the results obtained lies in the possibility of their use as an alternative to existing technologies for forming coatings on spline joints of drive shafts, which will contribute to improving their operating characteristics and increasing their resource. /У дослідженні розглянуто питання підвищення довговічності деталей машин за рахунок зростання їх опору зношуванню та корозійному руйнуванню шляхом використання полімерних композиційних покриттів. Сформовано склади композицій на основі реакційноздатних олігомерних систем, зокрема епоксидної смоли ЕД-20 та карбамідоформальдегідної смоли, до яких введено дисперсні модифікуючі компоненти – трепел, кременисті матеріали, графіт і фторопласт. Також запропоновано спосіб формування покриттів, що базується на технології нанесення із застосуванням занурення. Для аналізу особливостей будови сформованих шарів використано методи інфрачервоної спектроскопії та рентгеноструктурного дослідження. Окрім цього, проведено оцінювання експлуатаційно важливих характеристик, зокрема адгезійної міцності, ударної в’язкості, здатності до водопоглинання та трибологічних показників. Отримані результати свідчать, що введення наповнювачів не супроводжується формуванням нових хімічних сполук у полімерній матриці, однак спричиняє підвищення впорядкованості її структури, що проявляється у зростанні ступеня кристалічності. Встановлено, що додавання фторопласту позитивно впливає на адгезійні та ударні властивості покриттів, тоді як використання інших модифікаторів призводить до їх певного погіршення. У процесі трибологічних випробувань зафіксовано зниження коефіцієнта тертя до рівня близько 0,2 при введенні кременистих компонентів і трепелу. Практична цінність одержаних результатів полягає у можливості їх використання як альтернативи існуючим технологіям формування покриттів на шліцьових з’єднаннях приводних валів, що сприятиме покращенню їх робочих характеристик та підвищенню ресурсу.