Strengthening of tribocoupling parts of transport and agricultural machines with fullerene materials

Abstract

The aim of this work is a comparative study of tribological properties and tribotechnical characteristics of polymer nanocomposites based on polyamide 6, modified with nanosized fillers. The work investigates polyamide 6 as a matrix modified with the following fillers: fulleroid materials (carbon fibers), microsized fillers containing nanoparticles (fullerene carbon black), nanoparticle fillers (fullerene C60).The influence of fulleroid modifiers and carbon fibers on the tribological properties of samples and parts made of polymer nanocomposites based on thermoplastic (polyamide 6) polymer matrices was studied. It was shown that the introduction of fulleroid modifiers allows to significantly reduce the friction coefficient of polymer compositions while increasing their mechanical characteristics. It was found that the use of carbon fibers for modification of polyamide 6 with an increase in mechanical characteristics during operation leads to an increase in the friction coefficient of the conjugated steel sample by more than two times compared to the original polymer matrix. Метою цієї роботи є порівняльне дослідження трибологічних властивостей і триботехнічних характеристик полімерних нанокомпозитів на основі поліаміду-6, модифікованих нанорозмірними наповнювачами. У роботі досліджується поліамід-6 як матриця, модифікована такими наповнювачами: фулероїдні матеріали (вуглецеві волокна), мікророзмірні наповнювачі, що містять наночастинки (фулерено-вуглецевий чорний), наночастинкові наповнювачі (фулерени C60). Вивчено вплив фулероїдних модифікаторів і вуглецевих волокон на трибологічні властивості зразків і деталей, виготовлених із полімерних нанокомпозитів на основі термопластичних (поліамід-6) полімерних матриць. Показано, що введення фулероїдних модифікаторів дозволяє суттєво зменшити коефіцієнт тертя полімерних композицій, одночасно підвищуючи їхні механічні характеристики. Було встановлено, що використання вуглецевих волокон для модифікації поліаміду-6 із підвищенням механічних характеристик під час експлуатації призводить до збільшення коефіцієнта тертя сполученого сталевого зразка більш ніж у два рази порівняно з початковою полімерною матрицею.