ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Некоторые экспериментальные результаты и основные закономерности из "Трение и износ полимеров" Современное машиностроение широко использует в качестве фрикционных и антифрикционных материалов различные эластические полимеры, в основном резины, работающие в широком интервале скоростей скольжения, температур и давлений. [c.138] Многие факторы взаимосвязаны и могут действовать в противоположную сторону например, увеличение полярности приводит к увеличению модуля упругости. [c.139] Коэффициент трения резин, как уже говорилось, в первую очередь определяется типом каучука, наполнители влияют гораздо слабее (табл. 4.5). [c.139] Количество наполнителя, вес. ч. [c.140] Приведенный перечень условий повышения р не является исчерпывающим. Так, в ряде случаев необходимо учитывать механические потери, коэффициент перекрытия поверхностей, условия теплопроводности пары полимер—металл и т. п. [c.141] При выборе антифрикционных материалов следует учитывать, что к понижению коэффициента трения приводит, главным образом, уменьшение адгезии полимер—металл. Для этой цели используют модифицирование поверхностей трения. Например, фторирование поверхности резины не изменяет ее объемных и конструкционных свойств, но сильно уменьшает адгезию. [c.141] В заключение необходимо отметить, что за короткий промежуток времени в понимании природы трения резин достигнут значительный прогресс. Развита в основном теория трения и недалеко то время, когда с помощью известных физико-химических параметров полимеров можно будет рассчитывать силу трения. [c.141] В предыдущих главах были рассмотрены основные закономерности трения полимеров, находящихся в стеклообразном и высокоэластическом состояниях. Любые полимеры могут находиться в определенных условиях и в вязкотекучем состоянии. Примером могут служить невулканизованные каучуки, расплавы полимеров и смеси на их основе. Фрикционные свойства таких материалов обладают рядом особенностей. Эта область внещнего трения изучена очень слабо, что обусловлено в первую очередь экспериментальными трудностями. [c.144] В результате легкой деформируемости полимеров в вязкотекучем состоянии они образуют при контактировании с твердым телом площадь фактического контакта, сравнимую с номинальной. При этом даже в случае относительно малой адгезии полимера к твердой поверхности на границе контакта при сдвиге возникают тангенциальные напряжения, превышающие подчас предельные напряжения на сдвиг в объеме материала. Поэтому чисто внешнее трение в этих условиях, как правило, не проявляется. С этим связана одна из основных экспериментальных трудностей изучения внешнего трения систем в вязкотекучем состоянии. [c.144] Несмотря на то, что с повышением температуры удельная адгезия уменьшается, внешнее трение полимеров в вязкотекучем состоянии характеризуется значительными коэффициентами трения. Так, согласно данным Лукомской и др. [2], коэффициент трения резиновых смесей на основе НК и СКС-30 при температуре 60° С равен соответственно 5,8 и 5,5. Большие значения коэффициента трения полимеров обусловлены большой площадью молекулярного контакта благодаря резкому повышению подвижности молекул. [c.145] С уменьшением температуры (табл. 5.1) адгезия увеличивается, как и следовало ожидать. Но одновременно еще сильнее возрастает предел текучести и прочность молекулярной сетки. Трение становится чисто внешним. [c.145] В отличие от скольжения резиновых смесей и расплавов полимеров пристенное скольжение дисперсных систем изучено достаточно хорошо. Результаты, полученные в этой области, применимы и к пристенному скольжению полимеров. [c.145] Принципиально возможны комбинации перечисленных основных вариантов. Для расплавов, каучуков и резиновых смесей при обычных температурах переработки наиболее вероятны третий и пятый механизмы скольжения. Для высоковязких расплавов возможен также первый случай. [c.146] В некоторых случаях, например для консистентных смазок [8], смесь или расплав выдавливается из труб в виде твердого поршня. Иногда наблюдается течение с проскальзыванием у стенки [9]. Ряд работ по скольжению дисперсных систем опубликован Виноградовым с сотрудниками [10, 11], в частности, было отмечено вращение дисперсных частиц в пристенном слое. [c.146] С увеличением концентрации дисперсной фазы роль пристенного скольжения, согласно Ребиндеру [12, возрастает. Это также относится и к скольжению расплава и сырых смесей. [c.146] Ниже мы рассмотрим лишь те теории возможных механизмов скольжения, которые могут быть использованы при анализе скольжения вязких расплавов, каучуков и резиновых смесей по твердым гладким поверхностям. [c.146] Теория пристенного скольжения жидкостей по твердым поверхностям была разработана Толстым [13]. [c.146] Согласно уравнению (5.4), скольжение жидкости зависит от смачиваемости твердой поверхности и определяется разностью работ когезии и адгезии. При полном смачивании жидкостью поверхности твердого тела 9 = 0 или К = А н и р = У. Таким образом, при полном смачивании подвижность молекул на границе раздела равна подвижности их в объеме. [c.147] СО—смещение молекул, пропорциональное скорости скольжения %— расстояние между молекулами е —коэффициент скольжения. [c.148] Как следует из выражения (5.7), величина пристенного скольжения растет с увеличением К и уменьшением смачиваемости или с увеличением разности между работой когезии и адгезии. Таким образом, теория Толстого позволяет количественно оценить эффект пристенного скольжения. При этом важно, что для расчетов можно пользоваться значениями энергии адгезии и когезии, известных достаточно хорошо [15, 16]. [c.148] Вернуться к основной статье