Способ терморадиационной обработки изделий из политетрафторэтилена



Способ терморадиационной обработки изделий из политетрафторэтилена
Способ терморадиационной обработки изделий из политетрафторэтилена

 


Владельцы патента RU 2597913:

Общество с ограниченной ответственностью "Инновационные Фторопластовые Технологии" (RU)

Изобретение относится к области радиационно-химических технологий получения полимерных материалов с улучшенными эксплуатационными характеристиками, в частности политетрафторэтилена (ПТФЭ), широко используемого в различных областях техники: автомобильной, авиационной, медицинской, космической, химической и др.. Изобретение представляет собой способ терморадиационной обработки изделий из политетрафторэтилена, при котором заготовки облучают гамма-квантами при повышенной температуре в расплаве в инертной среде. При этом температуру заготовок поддерживают ниже температуры плавления политетрафторэтилена, но выше температуры его кристаллизации. Облучение заготовок осуществляют с помощью импульсного линейного ускорителя, работающего в гамме-моде и конвертера, до поглощенной дозы 50-350 кГр, причем в процессе облучения температуру заготовок понижают на 0.8-1 град/10 кГр, а скорость облучения составляет более 10 Гр/сек. Изобретение обеспечивает сокращение времени облучения продукта и повышение коэффициента использования полезного объема ионизационного излучения. 1 ил.

 

Изобретение относится к области радиационно-химических технологий получения полимерных материалов с улучшенными эксплуатационными характеристиками, в частности политетрафторэтилена (ПТФЭ), широко используемого в различных областях техники (автомобильной, авиационной, медицинской, космической, химической и др.)

Известно (Истомин Н.П., Семенов А.П. Антифрикционные свойства композиционных материалов на основе фторполимеров. -М., 1981), что воздействие ионизирующего излучения на ПТФЭ в воздушной среде при комнатной температуре может приводить к повышению его износостойкости. После облучения ПТФЭ гамма-квантами наблюдали уменьшение объемного массового износа при нагрузках 350 и 400 Н и скоростях скольжения 0.5 и 0.01 м/с приблизительно в 20 раз. Зависимость износостойкости ПТФЭ от величины поглощенной дозы имела вид кривой с максимумом. Поглощенная доза, при которой достигался максимальный эффект улучшения триботехнических характеристик, составила 50 Мрад. Дальнейшее увеличение поглощенной дозы приводило к увеличению износа, вплоть до охрупчивания образцов и невозможности измерить на них параметры износа при 100 Мрад. Необходимо отиетить, что ведущим радиолитическим процессом в ПТФЭ в воздушной среде (в присутствии кислорода) является деструкция полимерных цепей (Фторполимеры. / Под ред. Л. Уолла: Пер. с англ. / Под ред. И.Л. Кнунянца и В.А. Пономаренко. -М.: Мир, 1975). Поэтому его облучение в этих условиях, несмотря на увеличение износостойкости приводит к значительному ухудшению других механических характеристик (прочности на разрыв, предела текучести и др.) и с этой точки зрения неприемлемо на практике. Кроме того, повышение износостойкости ПТФЭ в десятки раз в результате радиационной обработки в описанных условиях нельзя признать достаточно высоким, поскольку современные способы, основанные на приготовлении антифрикционных композиций на его основе с использованием оксидов металлов, позволяют увеличить износостойкость от 100 до 1000 раз (Истомин Н.П., Семенов А.П. Антифрикционные свойства композиционных материалов на основе фторполимеров. -М., 1981).

Из авторского свидетельства СССР №1642730 A1, C08J 3/28, 1999, известен способ терморадиационной обработки в инертной среде изделий из ПТФЭ для уплотнительных устройств. С целью повышения ресурса уплотнительных устройств изделия из ПТФЭ облучались при повышенной температуре 50-55°C в инертной среде до поглощенной дозы 0.8 Мрад. В результате терморадиационной обработки ресурс уплотнительных устройств был увеличен в несколько десятков раз при сохранении других физико-механических характеристик ПТФЭ.

Из патента РФ №2211228, кл. C08J 3/28, опубл. 27.08.2003 (принят в качестве наиболее близкого аналога), известен способ терморадиационной обработки изделий из политетрафторэтилена (ПТФЭ-4), заключающийся в облучении изделия гамма-квантами при повышенной температуре в расплаве в инертной среде, причем расплав сначала охлаждают, а облучение осуществляют до поглощенной дозы 5-35 Мрад с понижением температуры изделия в процессе облучения на 0,8-1 град/Мрад, поддерживая температуру изделия ниже температуры плавления ПТФЭ, но выше температуры его кристаллизации. При реализации способа образцы помещали в термокамеру, заполненную инертным газом (аргоном либо азотом), и нагревали со скоростью 60-70 град/час до 340-350°C. Затем выдерживали в течение 1-2 час и охлаждали до 325°C со скоростью 60-70 град/час. В процессе облучения температуру понижали на 0.8-1 град/Мрад. Облучение проводили гамма-квантами с энергией 1.25 МэВ на источнике 60Co при мощностях поглощенной дозы в интервале 50-150 рад/с до поглощенной дозы 35 Мрад. После облучения образцы охлаждали со скоростью 60-70 град/час до комнатной температуры.

Радиационная обработка ПТФЭ осуществляется на γ - установке РВ-1350 (Расчет и конструирование радиоизотопных радиационно-химических установок. Справочник под ред. Е.Е. Кулиша, -М.: Атомиздат, 1975, стр. 161-164).

К недостаткам данного технического решения следует отнести низкий коэффициент использования полезного объема ионизационного излучения, созданного кобальтовыми источниками, что приводит к крайне долгому времени облучения - от 32 ч до 140 ч при наборе дозы 5-35 Мрад. Кроме того, радиационное модифицирование производится на установке с изотопным излучателем 60Co. Период полураспада 60Co составляет 5,3 лет и, как следствие, уменьшение скорости набора дозы, что ведет к увеличению себестоимости модифицирования ПТФЭ.

Техническим результатом, для получения которого предназначено заявленное изобретение, является сокращение времени облучения продукта и повышение коэффициента использования полезного объема ионизационного излучения.

Достижение указанного технического результата обеспечивается тем, что заявленный способ заключается в облучении заготовок гамма-квантами при повышенной температуре в расплаве в инертной среде, поддерживая при этом температуру заготовок ниже температуры плавления политетрафторэтилена, но выше температуры его кристаллизации, причем облучение заготовок осуществляют с помощью импульсного линейного ускорителя, работающего в гамме-моде и конвертора, до поглощенной дозы 50-350 кГр, при этом в процессе облучения температуру заготовок понижают на 0.8-1 град/10 кГр, а скорость облучения превышает 10 Гр/сек.

Заявленный способ реализуется с помощью установки, основными частями которой являются горизонтальный импульсный линейный ускоритель (ИЛУ), конвертор и вакуумная термокамера (ВТК).

Поэтапная реализация заявленного способа облучения представлена на фиг. 1.

Заготовки 1 изготавливают прессованием (зона прессовки I) с удельным давлением 300 кгс/см2 и спекают в течение 13-17 часов при температуре 300°C (этап 1).

Затем изготовленные заготовки ПТФЭ-4 направляются в зону подготовки (зона II) и помещаются в вакуумную термокамеру 2 (этап 2). В указанной камере 2 производится откачка кислорода до остаточного давления, затем ее заполняют инертным газом до атмосферного давления (аргон, азот) (этап 3).

В ВТК заготовки ПТФЭ-4 нагревают до температуры 327-380°C со скоростью 30-70°C/час, что позволяет провести процесс плавления кристаллической фазы полимера. Заготовки выдерживаются в течение 1-2 часов до полного плавления кристаллитов (этап 4).

На 5 этапе ВТК направляется в зону облучения (зона III).

Проводится облучение заготовок, электроны (этап 6) импульсного линейного ускорителя 3 попадают на конвертер 4 и образуют в нем поток γ-квантов (этап 7), скорость облучения от 10 Гр/сек. Облучение проходит до поглощенной дозы 50-350 кГр с понижением температуры изделия в процессе облучения на 0,8-1 град/10 кГр.

После прекращения облучения, заготовки охлаждают до комнатной температуры со скоростью 30-70°C/час (этап 8).

Способ терморадиационной обработки изделий из политетрафторэтилена при котором заготовки облучают гамма-квантами при повышенной температуре в расплаве в инертной среде, поддерживают при этом температуру заготовок ниже температуры плавления политетрафторэтилена, но выше температуры его кристаллизации, отличающийся тем, что облучение заготовок осуществляют с помощью импульсного линейного ускорителя, работающего в гамме-моде и конвертера, до поглощенной дозы 50-350 кГр, при этом в процессе облучения температуру заготовок понижают на 0.8-1 град/10 кГр, а скорость облучения составляет более 10 Гр/сек.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к получению радиационно-сшиваемой композиции на основе фторуглеродного полимера и предназначено для создания однородной в объеме композиции с высокими вязкоупругими свойствами, обладающей высокой технологичностью и термической стойкостью без сшивок с однородной ровной поверхностью гранул и способной перерабатываться в тонкостенную изоляцию проводов.

Изобретение относится к изоляционным материалам для проводов и кабелей, т.е. к изоляционным материалам для кабельной промышленности, представляющим собой радиационно-сшиваемые композиции (РСК).

Изобретение относится к модификации поверхности полимерных пленок поверхностно-привитыми полимерами. .

Изобретение относится к области получения полимерных материалов с улучшенными эксплуатационными характеристиками, а именно к радиационно-модифицированным полимерным композитным материалам антифрикционного и уплотнительного назначения на основе политетрафторэтилена (ПТФЭ), содержащего функциональный наполнитель.

Изобретение относится к отверждаемой актиничным излучением композиции для нанесения покрытия, включающей соединение, содержащее по меньшей мере две изоцианатные группы, соединение, содержащее по меньшей мере две гидроксильные группы, и фотолатентный катализатор реакции по типу изоцианат-гидроксильного присоединения.

Изобретение относится к области радиационно-химической технологии получения полимерных материалов на основе фторопласта, находящих широкое применение в промышленности.

Изобретение относится к области радиационно-химических технологий получения полимерных материалов с улучшенным комплексом свойств. .
Изобретение относится к химии полимеров и может быть использовано в электронной технике, оптике, медицинской технике. .

Изобретение относится к способу модификации поверхности материала, в частности из полипропилена. .

Вкладыш трения выполнен Н-образной формы и размещается между внутренней поверхностью трения корпуса поглощающего аппарата и его фрикционными элементами в выполненных на цилиндрической поверхности каждого подвижного фрикционного элемента пазах.

Изобретение относится к отверждаемой ультрафиолетовым излучением полимерной композиции для формирования самосмазывающейся прокладки. Отверждаемая ультрафиолетовым излучением полимерная композиция для самосмазывающейся прокладки включает: (мет)акрилатное соединение, имеющее цикл изоциануровой кислоты, описываемое формулой (1): в которой «X» представляет группу, которая содержит акрилоильную группу и состоит только из С, Н и О, а «Y» и «Z» представляют группы, каждая из которых состоит только из С, Н и О, и политетрафторэтиленовую смолу в качестве твердого смазочного материала, причем (мет)акрилатное соединение, имеющее цикл изоциануровой кислоты, содержится в количестве от 20% по весу до 90% по весу, и политетрафторэтиленовая смола содержится в количестве от 10% по весу до 50% по весу относительно общего количества отверждаемой ультрафиолетовым излучением полимерной композиции.

Опорное кольцо поглощающего аппарата автосцепки выполнено из композиционного полимерного антифрикционного материала на основе полиамида, содержащего в качестве волокнистого наполнителя углеродное волокно или его смесь со стекловолокном, а также хаотично расположенные углеродные нанотрубки в виде однослойных, или многослойных с количеством слоев от 2 до 70, или вложенных друг в друга свернутых в трубку графитовых плоскостей с количеством слоев от 2 до 70.

Изобретение относится к области материаловедения, в частности к антифрикционным полимерным композиционным материалам, предназначенным для изготовления деталей смазываемых и металлополимерных узлов трения машин и агрегатов.

Изобретение относится к композиционному полимерному антифрикционному материалу на основе полиамида для изготовления изделий трибологического назначения, например подшипников скольжения, а также для изготовления изделий тормозной системы рельсового пассажирского или грузового транспорта, эксплуатирующихся без использования смазки.
Изобретение относится к химической промышленности и касается способа получения добавки на основе экологически чистой полиамидокислоты в виде твердых волокон, устойчивой при хранении, которая при переводе в солевое состояние может найти применение для получения композиционных материалов и покрытий по металлу.

Изобретение относится к антифрикционным материалам на основе термопластичных полимеров и может быть использовано в судостроительной, машиностроительной и других областях промышленности при изготовлении высоконапряженных узлов трения различного назначения методом спекания материала.

Изобретение относится к полимерным композиционным материалам триботехнического назначения и может быть использовано в машиностроении для изготовления деталей узлов трения, обеспечивающих высокий и стабильный в течение длительного времени коэффициент трения, преимущественно фрикционных элементов размоточно-намоточных механизмов.
Изобретение относится к полимерным композиционным материалам триботехнического назначения и может быть использовано для изготовления подшипников скольжения, торцевых уплотнений и других материалов узлов трения.

Изобретение относится к области производства антифрикционных композиционных полимерных материалов и может быть использовано для изготовления трубных заготовок для втулок триангеля тормозной системы тележек грузового вагона.

Изобретение относится к эластомерным композициям на основе сополимера тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых эфиров и может применятся в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.
Наверх