Details

Исследована возможность применения наноразмерных частиц меди в качестве наполнителя для полиэфирэфиркетона (ПЭЭК) На основе физической модели изнашивания проведено исследование возможности разработки триботехнически эффективного композита с наполнителем низкой износостойкости, построены расчетные концентрационные зависимости относительной интенсивности линейного изнашивания композита по отношению к матрице для четырех размеров дисперсного наполнителя из нано и микроразмерного диапазона. В результате определены диапазоны эффективных концентраций наполнителя при введении в ПЭЭК наномеди. Для исследования причин повышения износостойкости нанокомпозита при введении дисперсных частиц меди применен метод молекулярной динамики. Получено, что в присутствии наполнителя существенно повышается энергия межмолекулярных связей. В результате моделирования трения скольжения молекулярных моделей выявлены различия в плотности молекул в области контакта с контртелом до и после сдвига, а также различия в величинах энергий межмолекулярного взаимодействия между контактирующими поверхностями в зависимости от времени сдвига. Сопоставление данных, полученных в результате моделирования молекулярных структур полимерной матрицы и композита, с построенными концентрационными зависимостями относительной интенсивности линейного изнашивания композита по отношению к матрице позволяют выявить дополнительную причину повышения износостойкости композита и, в дальнейшем, проводить оценку изменения износостойкости по величине изменения энергии межмолекулярных связей.

The possibility of using nanosized copper particles as a filler for polyether ether ether ketone (PEEK) has been investigated On the basis of a physical model of wear, the possibility of developing a tribotechnically effective composite with a filler of low wear resistance has been investigated; calculated concentration dependences of the relative intensity of linear wear of the composite in relation to the matrix for four sizes of dispersed filler from the nano- and micro-size range have been constructed. As a result, the ranges of effective filler concentrations when nano-copper is introduced into PEEK were determined. A molecular dynamics method was applied to investigate the reasons for the increase in the wear resistance of the nanocomposite upon introduction of dispersed copper particles. It was obtained that the energy of intermolecular bonds significantly increases in the presence of filler. As a result of modeling of sliding friction of molecular models, differences in the density of molecules in the area of contact with the counterbody before and after shear, as well as differences in the values of the energies of intermolecular interaction between the contacting surfaces depending on the shear time were revealed. Comparison of the data obtained as a result of modeling the molecular structures of the polymer matrix and composite with the constructed concentration dependences of the relative intensity of linear wear of the composite in relation to the matrix allows us to identify an additional reason for the increase in wear resistance of the composite and, in the future, to assess the change in wear resistance of the composite and to estimate the change in wear resistance by the value of the change in the energy of intermolecular bonds.