Разработка антифрикционных композиционных материалов на основе фенолформальдегидных резольных смол для узлов сухого трения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Панова Мария Олеговна

• Панова Мария Олеговна
• кандидат наук
• 2026

Оглавление диссертации кандидат наук Панова Мария Олеговна

ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Фенолформальдегидные полимеры и композиты на их основе

1.2. Армирующие волокна для композитов триботехнического назначения

1.3. Дисперсные наполнители антифрикционных ПКМ

Выводы по главе

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Объекты исследования

2.1.1. Связующие полимерных композиционных материалов

2.1.2. Армирующие ткани

2.1.3. Модификаторы

2.1.4. Материал прессовочный волокнистый «Оксафен»

2.2. Методики получения образцов

2.2.1. Методика измельчения полимерных модификаторов

2.2.2. Получение препрегов

2.2.3. Прессование

2.3. Методики исследования

2.3.1. Трибологические испытания

2.3.2. Определение времени желатинизации смолы

2.3.3. Определение ударной вязкости

2.3.4. Определение прочности на изгиб

2.3.5. Определение твердости по Бринеллю

2.3.6. Определение микротвердости поверхности

2.3.7. Оптическая микроскопия

2.3.8. Сканирующая электронная микроскопия

2.3.9. Рентгенофотоэлектронная спектроскопия

2.3.10. Рентгеноструктурный анализ

2.3.11. Термогравиметрический анализ

2.3.12. Дифференциальная сканирующая калориметрия

2.4. Анализ совместимости двух ФФ полимеров

3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

3.1. Модификация фенолформальдегидных композитов дисперсными полимерными добавками

3.1.1. Свойства и морфология частиц дисперсных полимерных модификаторов

3.1.2. Модификатор - дисперсный полиоксиметилен

3.1.3. Модификатор - дисперсный полиоксадиазол

3.1.4. Модификатор - двухкомпонентный порошок полиоксадиазола и графита

Выводы по главе

3.2. Влияние температурного режима переработки на свойства антифрикционных органопластов на основе смеси фенолформальдегидной и фенолфталеинформальдегидной смол

3.2.1. Свойства композитов, армированных ПОД-тканью

3.2.2. Свойства композитов, армированных ХБ-тканью

Выводы по главе

4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение

СПИСОК СОКРАЩЕНИИ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИИ

ПКМ - полимерный композиционный материал ФФ - фенолформальдегидный ХБ - хлопчатобумажный

ПОД - полиоксадиазол (поли-пара-фенилен-1,3,4-оксадиазол) /

полиоксадиазольный

ПОМ - полиоксиметилен

СЭМ - сканирующая электронная микроскопия

ДСК - дифференциальная сканирующая калориметрия

РСА - рентгеноструктурный анализ

ТГА - термогравиметрический анализ

ц - коэффициент трения

Дц - амплитуда колебания коэффициента трения 1т - интенсивность массового изнашивания

Тфр.тах - максимальная температура в зоне фрикционного контакта т - время

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка антифрикционных композиционных материалов на основе фенолформальдегидных резольных смол для узлов сухого трения»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. Одной из перспективных тенденций развития современного машиностроения является замена металлических деталей в узлах трения на детали из полимерных композиционных материалов, которые характеризуются высокими механическими свойствами и износостойкостью, вибростойкостью, малым удельным весом, способностью поглощать шумы, низким коэффициентом трения, стойкостью к воздействию высоких температур, возникающих в процессе трения, а также в некоторых случаях способностью работать без смазки. Создание новых материалов, способных значительно повысить ресурс трибоузлов, неразрывно связано с разработкой технологии их получения и, в частности, в упрощении и удешевлении технологических стадий выпуска композитных материалов и изделий из них.

Применение полимерных композиционных материалов (ПКМ) антифрикционного назначения, например, текстолитов на основе природных целлюлозосодержащих волокон, получило развитие еще в 1930-х годах. В настоящее время эти материалы производятся в промышленных масштабах и применяются для изготовления антифрикционных втулок для различных видов транспорта, подшипников скольжения для сельхозтехники и конвейерных роликов, вкладышей подшипников прокатных станов металлургии, опорных шайб рабочих колёс центробежных насосов нефтедобычи, шестерен червячных колес в станках и других изделий трибо-конструкционного назначения. Фенолформальдегидные (ФФ) смолы как связующие компонентов антифрикционных армированных материалов к настоящему времени широко применяются в машиностроении. Это обусловлено высокими эксплуатационными показателями трибо-изделий из ПКМ на их основе по сравнению как с термопластичными (полиамиды, полипропилен, поликарбонат и др.), так и термореактивными (например,

эпоксидными) полимерными связующими. Антифрикционные ФФ композиты зачастую содержат в своем составе «твёрдые смазки», такие как графит, дисульфид молибдена и др., что обеспечивает низкий коэффициент трения и малый износ изделий и деталей из них, эксплуатируемых в условиях сухого трения.

Новые антифрикционные композиционные материалы, для производства которых используются доступные многотоннажные сырьевые компоненты и натуральные волокна, - один из вариантов решения сложной задачи ресурсосбережения, актуальной для развития «зеленой» полимерной промышленности. Применение для их разработки и выпуска малозатратных технологий упростит внедрение инноваций в машиностроительном производстве.

Степень разработанности темы. Работы В.В. Коршака, И.А. Грибовой, А.П. Краснова, В.Е. Бахаревой, научных сотрудников Института элементорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН, Института механики металлополимерных систем им. В.А. Белого НАН Беларуси по исследованию антифрикционных полимерных композиционных материалов на основе фенолформальдегидных резольных смол, достаточно подробно раскрывают особенности влияния технологии переработки, химической структуры олигомерных связующих и наполнителей на трибологические и физико-механические свойства широкого ряда органопластов. В работах разных авторов предложены механизмы различных деструктивных процессов, прохождение которых в зоне фрикционного контакта изменяет структуру поверхности полимерных материалов, рассмотрено влияние на эти процессы различных наполнителей, модификаторов, что в совокупности определяет трибологические свойства полимерных композитов. Актуальность этих работ обусловлена необходимостью создания теоретических основ для разработки новых ПКМ на основе ФФ связующих, обеспечивающих надежность,

энергоэффективность, безопасность и увеличение срока службы трибо-узлов машин и механизмов в условиях сухого трения. Тем не менее, комплексное исследование влияния волокнистых полимерных частиц на трибо-свойства ФФ-матрицы, а также использование в качестве полимерной матрицы смеси совместимых ФФ смол, впервые выполнено в настоящей работе. Кроме того, сохраняет свою актуальность задача расширения спектра антифрикционных термопластичных полимеров, применяемых в качестве дисперсных добавок в составе резольных ФФ связующих композиционных материалов, эксплуатирующихся в узлах сухого трения.

Цель работы - разработка новых композиционных материалов трибологического назначения на основе фенолформальдегидных смол, армированных хлопчатобумажными или полиоксадиазольными тканями, с улучшенными анитфрикционными и противоизносными характеристиками для эксплуатации в условиях сухого трения.

Задачи, решаемые для достижения поставленной цели:

- Получить и исследовать дисперсионный состав и морфологию измельченных гранул и волокон антифрикционных полимеров -полиоксиметилена (ПОМ) и поли-пара-фенилен-1,3,4-оксадиазола (ПОД).

- Изготовить композиты, армированные хлопчатобумажной или полиоксадиазольной тканями, на основе исходной и модифицированной дисперсными полимерными или комбинированными (смеси с графитом) добавками фенолформальдегидной смолы, а также на основе смеси фенольных смол.

- Исследовать физико-механические, трибологические свойства полученных материалов и их зависимость от содержания и состава модификаторов, марки фенолформальдегидной смолы и типа армирующей ткани.

- Изучить влияния температурных условий отверждения фенолформальдегидного связующего, состава связующего на основе смеси смол на физико-механические и трибологические свойства ПКМ.

Научная новизна работы.

- Впервые для получения армированных композитов трибологического назначения в качестве модификаторов целевого назначения предложено использовать измельченные антифрикционные полимеры - полиоксиметилен и поли-пара-фенилен-1,3,4-оксадиазол, применение которых в малых количествах (до 5 мас.%) в составе фенолформальдегидного связующего позволило снизить коэффициент трения, амплитуду его колебаний, интенсивность изнашивания композитов и температуру в зоне фрикционного контакта в условиях сухого трения по стали при сохранении физико-механических свойств.

- Впервые разработан комбинированный дисперсный модификатор, полученный измельчением полиоксадиазольных волокон в присутствии коллоидного графита. Его использование в составе резольного ФФ связующего с использованием армирующей ХБ-ткани позволило улучшить трибологические свойства антифрикционных ПКМ.

- Впервые для улучшения трибологических свойств композитов, армированных высокопрочной износостойкой тканью из полиоксадиазольных волокон, использован принцип функциональной взаимной дополняемости двух совместимых резольных смол, характеризующихся разной кинетикой отверждения. Установлено, что при определенном составе смешанного связующего коэффициент трения и интенсивность изнашивания композиционного материала меньше, чем для композитов на основе индивидуальных смол.

Теоретическая значимость работы заключается в расширении современных представлений о направленной модификации дисперсными

полимерными добавками связующих органопластов для улучшения их антифрикционных и противоизносных характеристик: установлены закономерности влияния содержания мелкодисперсных антифрикционных полимеров, комбинированных модификаторов и их состава на коэффициент трения и интенсивность изнашивания в условиях сухого трения по стали полимерных композитов триботехнического назначения.

Практическая значимость работы:

Разработана методика получения мелкодисперсных полимерных модификаторов и комбинированных модификаторов путем криоизмельчения гранул ПОМ в мельнице ножевого типа, измельчения ПОД-волокон в присутствии коллоидного графита и без него в шаровой вибрационной мельнице. Доказано, что использование каждого полученного полимерного модификатора в составе ФФ связующего эффективно стабилизирует процесс сухого трения по стальному контр-телу композитов, армированных полиоксадиазольной или хлопчатобумажной тканью.

Разработан новый композиционный антифрикционный материал на основе резольной ФФ смолы марки ФЭЛ-03, модифицированной дисперсными порошками ПОД, графита и ПОМ, армированный ХБ-тканью марки МОСТ, с улучшенными трибологическими хактеристиками по сравнению с промышленно-выпускаемыми конструкционными текстолитами, техническая новизна которого подтверждена патентом РФ на изобретение № 2831643 от 11.12.2024 г.

Результаты работы применены для повышения ресурса эксплуатации полимерно-композитных муфт правильно-отрезных станков. Разработанная комбинированная добавка из измельченных полиоксадиазольных волокон и коллоидного графита использована для модификации резольного фенолформальдегидного связующего материала марки «Оксафен», который

успешно внедрен в производство технологической базы ФГУП «ЦИТО», что подтверждено Актом о серийном промышленном внедрении.

Основные положения, выносимые на защиту:

- методики получения и результаты исследования дисперсного состава и морфологии измельченных ПОМ-гранул и ПОД-волокон;

- зависимости физико-механических и трибологических свойств органопластов на основе ФФ смолы от состава и содержания дисперсных полимерных (ПОМ, ПОД) и комбинированных (ПОД и графит) модификаторов;

- состав связующего на основе смеси ФФ и фенолфталеинформальдегидной смол и условия получения композитов, армированных ПОД- или ХБ-тканью с улучшенными трибологическими свойствами.

Апробация работы. Основные результаты представлены на международных научно-технических конференциях «Полимерные композиты и трибология» (Беларусь, Гомель, 2017, 2019); XII, XIV и XV международных научных конференциях «Трибология - машиностроению» (Москва, 2018, 2022, 2024); I Коршаковской Всероссийской конференции с международным участием «Поликонденсационные процессы и полимеры» (Москва, 2019).

Личный вклад автора состоит в постановке и обсуждении целей и задач исследований, планировании и проведении экспериментов, изучении физико-механических и трибологических свойств исследуемых материалов, обработке и анализе экспериментальных данных, интерпретации результатов, формулировке выводов, написании статей и тезисов докладов.

Публикации. По результатам работы опубликовано 16 работ, из них: 6 в рецензируемых научных изданиях, рекомендованных ВАК РФ, и изданиях, входящих в международные базы цитирования Scopus и Web of Science, 1 патент на изобретение.

Объем и структура. Диссертационная работа состоит из введения, литературного обзора, экспериментальной части, обсуждения результатов, выводов, списка использованной литературы. Работа изложена на 116 страницах, содержит 38 рисунков, 23 таблицы и 129 литературных источников.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Развитие высокотехнологичных отраслей промышленности таких как автомобильный и железнодорожный транспорт, машиностроение, включая космическое, приборостроение неразрывно связано с разработкой и совершенствованием полимерных композиционных материалов триботехнического назначения [1-5]. Так, фрикционные материалы, являясь важной частью тормозной системы, непосредственно влияют на безопасность, устойчивость и комфорт транспортного средства [6].

В зависимости от поставленных задач и требований, предъявляемых к трибологическим свойствам полимерных композитов, для их получения могут быть использованы как термопластичные, так и термореактивные связующие. К наиболее распространенным термопластичным полимерам можно отнести политетрафторэтилен, сополимеры тетрафторэтилена, полиамид, полисульфон, поликарбонат, полиэфирэфиркетон и др.; среди термореактивных полимеров - фенольные, эпоксидные, полиэфирные смолы [7-10].

К настоящему времени определены общие требования, которым должны удовлетворять материалы, предназначенные для эксплуатации в паре трения с металлической поверхностью: высокие показатели теплопроводности и термостойкости, жесткости и механической прочности при растяжении и их устойчивость при воздействии влаги и различных видов смазок, а также способность образовывать устойчивые поверхностные пленки из продуктов трибоизноса с низким коэффициентом трения и высокой адгезией к поверхности композита [12-18].

С появлением и внедрением антифрикционных термостойких термопластов, реактопласты уступили свое ведущее положение, тем не менее они широко применяются в химическом и металлургическом оборудовании, водном, автомобильном и железнодорожном транспорте, т.е. в тех случаях,

когда к узлам трения предъявляются повышенные требования по жесткости, размерной стабильности, теплостойкости, химической инертности/стойкости [7, 19-21].

С развитием технологий производства транспортных средств требования к эксплуатационным характеристикам фрикционных и антифрикционных материалов становятся все выше, и традиционные реактопласты не удовлетворяют современным требованиям. Фенолформальдегидные (ФФ) смолы являются одним из уникальных классов синтетических материалов, имеющих широкие возможности для разработки новых износостойких композитов антифрикционного и фрикционного назначения [8].

1.1. Фенолформальдегидные полимеры и композиты на их основе

Методы синтеза ФФ-смол, их модификации, технологии получения описаны и обобщены в ряде обзоров и монографий, например [22-31]. Синтез ФФ смол проводят поликонденсацией фенола (или его гомологов - крезол, ксиленол) совместно с формальдегидом. Реакция проходит в присутствии катализаторов. Особенность этого способа заключается в том, что в зависимости от выбранного вида катализатора, конечный продукт может быть отнесен либо к резольному (термореактивному), либо новолачному (термопластичному) типу смолы. Также тип смолы может быть определен соотношением компонентов фенол:формальдегид. Катализаторами кислотного типа выступают НС1, H2SO4, а щелочного - NH4OH, KOH, NaOH, Ba(OH)2. При использовании основного катализатора в избытке альдегида получают резольные смолы, в случае новолачных смол - кислая среда в избытке фенола [25].

ФФ смолы широко используются в качестве связующих в составе композитных фрикционных материалов, в том числе для изготовления

тормозных колодок, благодаря сочетанию таких свойств как смачивающая способность большинства материалов (в случае композитных материалов -армирующих наполнителей, например, стекло- или базальтовых волокон, натуральных волокон), хорошее сопротивление ползучести, теплостойкость, износостойкость и повышенная твердость [32, 33]. Так, отвержденные ФФ смолы долгое время остаются стабильными при температуре 200 °С, выдерживают температуру 200-250 °С в течение нескольких суток, при температуре 250-500 °С - несколько часов, при 500-1000 °С - несколько минут и несколько секунд при 1000-1500 °С [25]. При деструкции выделяются газообразные продукты: фенол, бензол и другие.

Резольные олигомеры могут применяться для производства значительно более широкого круга различных композиционных материалов, по сравнению с новолачными олигомерами [34]. Основные направления использования резольных ФФ полимеров приведены на рисунке 1.2.1.

В узлах трения традиционно используют резольный тип смол, которые обычно отверждают при нагревании. Поскольку при отверждении происходит, по сути, продолжение поликонденсации, то резолы называют одностадийными смолами, в отличие от новолаков. Для перевода последних в термореактивное состояние необходимы отвердители, способные образовывать метиленовые мостики между фенольными ядрами.

Рисунок 1.2.1 - Основные направления использования резольных смол

[34].

Композиты на основе фенолформальдегидных смол перерабатывают методом горячего прессования. Ряд авторов отмечают [35-37], что в ходе этого процесса температура, давление и время формования влияют на характеристики итогового продукта, но температура формования является наиболее критичным фактором: слишком низкая температура не обеспечивает полного отверждения, а слишком высокая — может вызвать деградацию смолы, что ухудшает свойства материала. При этом, чем выше температура формования, тем ниже вязкость смолы, меньше время желатинизации и выше скорость отверждения смолы. Как результат, текстура изделия получается рыхлой и неравномерной, а механическая прочность не соответствует

установленным требованиям. Кроме того, высокая температура также затруднит выход воды и летучих веществ из прессованного материала, что приводит к образованию пузырьков, вздутию и трещинам на поверхности продукта. Низкая температура формования снизит эффективность производства и повлияет на внешний вид и качество продукции. Оптимальная температура горячего прессования композита на основе ФФ смолы обеспечивает необходимую текучесть смолы, хорошее адгезионное взаимодействие между матрицей и компонентами, что и предопределяет механические, трибологические свойства, износ материала. При этом важна и экономическая составляющая технологии изготовления материала -повышается эффективность его производства, снижаются затраты [38, 39].

Следует отметить, что современный материал трибологического назначения на основе связующего и армирующего наполнителя (будь то волокна или ткань) включает в себя множество компонентов, каждый из которых выполняет определенную функцию, но в совокупности действия все они подчинены одной цели - улучшить трибологические характеристики итогового изделия. Каждый новый ингредиент, вводимый в состав материала, анализируется не только с позиции отводимой ему функции, но и с позиции его влияния на трибологическое поведение материала и механизма трения в целом. Авторы работ [14, 40, 41] подчеркивают, что в разработке рецептуры и создании антифрикционных материалов нет маловажных факторов, начиная от выбора связующего и температурных режимов его отверждения, выбора армирующего компонента материала, заканчивая методами испытаний (применяемой схемы трения), условиями формирования и стабильности поверхности трения в ходе испытаний образцов вплоть до определения роли частиц износа при трении образца материала. Кроме того, при создании износостойких тормозных систем на основе фенолформальдегидных смол существует необходимость в улучшении их механических и термических характеристик (ударной вязкости и термостойкости). При этом наиболее

перспективными являются комбинированные подходы, например, использование химической модификации вместе с введением наноразмерных наполнителей для создания синергетического эффекта. [42, 43].

Результаты исследования процессов, происходящих при трении фенолоформальдегидной смолы, в зависимости от шероховатости поверхностей контактирующих материалов, типа армирующих волокон, внешних факторов и др. обобщены в монографии [9]. Отмечается, что существенное влияние на триботехнические характеристики помимо состава фрикционного материала оказывают такие факторы, как нагрузка, скорость скольжения, температура и состав окружающей среды, условия теплоотвода, взаимное перекрытие и геометрия поверхностей подвижных сопряжений.

В работах [9, 44, 45], посвященных исследованию физико-химических процессов, морфологических изменений поверхности при трении ФФ-смол было установлено, что в поверхностном слое полимера в ходе фрикционного взаимодействия со стальным контр-телом одновременно протекают конкурирующие процессы - это структурирование (упорядочение, упрочнение) и деструкция. После начального приработочного периода, для которого характерны высокие трение и износ, на контактирующих поверхностях формируются устойчивые защитные пленки из продуктов трения. Это приводит к стабилизации коэффициента трения, снижению износа и локализации трибохимических процессов в тонких поверхностных слоях толщиной до 3-5 мкм. Следует отметить, что захват продуктов износа между скользящими поверхностями, приводящий к образованию поверхностной пленки, часто называемой фрикционным слоем или фрикционной пленкой, имеет первостепенное значение для определения трибологического поведения сопрягаемых поверхностей в скользящем контакте. Если для определенной пары трения формируются стабильные фрикционные слои и реализуется эффект самосмазывания, то до тех пор, пока фрикционные пленки не разрушатся, будет наблюдаться стабильный уровень трения и низкие скорости

износа. Условия трения напрямую влияют на формирование фрикционного слоя на поверхности полимера: при более высоких скоростях и нагрузках он становится менее стабильным, что приводит к повышенному износу и колебаниям коэффициента трения. Несмотря на важность слоев переноса для трибологического поведения различных материалов, основные механизмы, лежащие в основе их образования и разрушения, по мнению авторов многочисленных публикаций, до сих пор не раскрыты. На сегодняшний день установлено, что фрикционный перенос в металлополимерной паре трения определяется химическим составом и структурой взаимодействующих материалов, шероховатостью поверхности, режимами и условиями трения и др.

Выше уже говорилось об ужесточении требований к эксплуатационным характеристикам фрикционных/антифрикционных композитных материалов и в, частности, к термостойкости связующих, использованных для их изготовления. Согласно [44-46], в первичных актах фрикционного взаимодействия ПКМ участвует только ФФ-полимер. С помощью метода масс-спектрометрии авторами было установлено, что при трибодеструкции ФФ-полимера резольного типа марки ЛБС-1 появляются продукты, содержащие диметиленоксидные фрагменты и фрагменты с концевыми метилольными группами, которые сохраняются в структуре отвержденного полимера. Незначительное выделение фенола и присутствие только следов п-крезола свидетельствуют о низких скоростях деструкции основной цепи полимера в результате фрикционного воздействия. При этом структурная перестройка происходила в направлении трения и приводила к упрочнению и повышению микротвердости поверхностного слоя.

Термическое разложение фенольных смол включает несколько реакций, в зависимости от химической структуры олигомера и термических условий его отверждения, при этом деструкционные процессы отвержденной смолы начинаются в интервале температур 250-475 °С [47-49]. Авторы работы [47]

исследовали трибологическое поведение коммерческого материала тормозных колодок в условиях сухого скольжения по чугунному контр-телу диска с помощью устройства «штифт-диск». Испытания на износ проводили при температурах диска, начиная от 25 °С до 350 °С. При 25 °С и 170 °С фрикционный слой на поверхности штифта состоял из первичных и уплотненных вторичных плато. При температуре выше 170 °С наблюдался переход от незначительного к сильному износу. При 200 °С и выше наблюдалось постепенное уменьшение покрытия поверхности штифта вторичными плато, которые были едва заметны после испытания при 350 °С. Следы износа на дисках возникали из-за фрагментов износа при трибоокислении самого диска и из-за износа материала штифта. Авторы сделали вывод, что трибологическое поведение испытываемого образца в значительной степени зависит от термической деградации фенольного связующего фрикционного материала. Этот вывод также основывался на результатах термогравиметрического анализа и результатах спектроскопии комбинационного рассеяния.

Необходимость повышения термостойкости ФФ смолы и улучшения ее трибологических характеристик в условиях сухого трения явилась стимулом исследовательских работ, направленных на модификацию ФФ. Эти работы условно можно подразделить на два направления - химическая модификация путем изменения химической структуры олигомерной цепи, например, путем введения гетероатомов или термостойких групп, и физическая модификация, основанная на введении в смолу различных добавок, повышающих ее термостойкость [16, 26, 50-53].

Авторы работы [54] исследовали износ тормозных фрикционных материалов на основе резольных фенольных смол, в химическую структуру которых были введены такие гетероатомы как кремний, бор, фосфор (В-Р смолы). Стабильность трения и скорость износа трех фрикционных материалов сравнивали в зависимости от температуры, которую повышали до

400°С. Результаты показали, что процесс износа ниже критической температуры в основном вызван постепенным удалением при трении термически затронутых поверхностных слоев фрикционного материала, в то время как скорость износа при повышенных температурах определялась отслоением подповерхностей, вызванным термическим разложением смолы. Среди трех анализируемых материалов фрикционный материал, содержащий модифицированную В-Р смолу, показал наилучшую износостойкость и стабильность трения.

Для решения проблемы термического выцветания тормозных колодок авторы работы [55] разработали синтез фенольной смолы, содержащей ВЮ-связи. Введение в химическую структуру олигомера связей В-О и дополнительное легирование смолы нано-частицами оксида алюминия привело к повышению температуры термического разложения фенольной смолы до 480 °С. Тормозные колодки, отформованные с использованием этой смолы в качестве связующего, имели значительно меньшую термическую деградацию, чем колодки, изготовленные с использованием немодифицированной фенольной смолы. Кроме того, в процессе торможения на поверхности тормозных колодок, изготовленных из новой смолы, образовывался прочный непрерывный фрикционный слой, который препятствовал термическому выцветанию трущихся поверхностей.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Панова Мария Олеговна, 2026 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Современные машиностроительные материалы. Неметаллические материалы / В. Е. Бахарева, Г. И. Николаев, А. В. Анисимов, И. В. Блышко. -СПб. : НПО «Профессионал», 2012. - 916 с.

2. Tribology of Polymer Composites: Characterization, Properties, and Applications / eds. S. M. Rangappa, S. Siengchin, J. Parameswaranpillai, K. Friedrich. - Elsevier, 2020. - 402 p.

3. Recent Progress on Wear-Resistant Materials: Designs, Properties, and Applications / W. Zhai, L. Bai, R. Zhou [et al.] // Adv. Sci. - 2021. - Vol. 8. - P. 2003739.

4. Баданина, Ю. В. Технология производства изделий ракетно-космической техники из полимерных композиционных материалов: учебное пособие / Ю. В. Баданина, Г. В. Малышева. - М. : МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2023. - 146 с.

5. Косенко, Е. А. Полимерные композиционные материалы в машиностроении / Е. А. Косенко, Н. И. Баурова, В. А. Зорин. - М. : МАДИ, . -222 с.

6. Ilie, F. Tribological Behavior of Friction Materials of a Disk-Brake Pad Braking System Affected by Structural Changes—A Review / F. Ilie, A.-C. Cristescu // Materials - 2022. - Vol. 15. - P. 4745.

7. Полимеры в узлах трения машин и приборов: Справочник : ОПМ Основы проектирования машин / ред. А. В. Чичинадзе. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Машиностроение, 1988. - 328 с.

8. Трение и износ материалов на основе полимеров / ред. В. А. Белый, А. И. Свириденок, М. И. Петроковец, В. Г. Савкин. - Минск : Наука и техника, 1976. - 431 с.

9. Износостойкие композиты на основе реактопластов / П. В. Сысоев, М. М. Близнец, А. Л. Зайцев, [и др.]; ред. В. А. Белый, Институт механики

металлополимерных систем (Гомель). - Минск : Наука и техника, 1987. - 192 с.

10. Review on the friction and wear of brake materials / X. Xiao, Y. Yin, J. Bao [et al.] // Adv. Mech. Eng. - 2016. - Vol. 8. - P. 1-10.

11. Shaposhnikova, V. V. Research in the field of preparing polymer materials of tribological design for dry friction units / V. V. Shaposhnikova, M. O. Panova // Russ. Chem. Bull. - 2024. - Vol. 73. - P. 2801-2814.

12. Екименко, А. Н. Армированные композиты трибологического назначения / А. Н. Екименко // Пластические Массы. - 2015. - № 5-6. - С. 5560.

13. Бахарева, В. Е. Улучшение функциональных свойств антифрикционных полимерных композитов для узлов трения скольжения / В. Е. Бахарева, Г. И. Николаев, А. В. Анисимов // Рос. хим. ж. - 2009. - Т. 53. -№ 4. - С. 4-18.

14. The Effect of Molding Temperature on the Mechanical and Tribological Properties of Modified Phenolic Resin-Based Friction Materials / X. Zhao, W. Sun, S. Chen [et al.] // ACS Omega. - 2025. - Vol. 10. - P. 24490-24501.

15. Study on the effects of different kinds of phenolic resin binders on the properties of friction materials / J. H. Ling, D. C. Luan, Z. H. Hu [et al.] // China Plast. Ind. - 2022. - Vol. 50. - P. 68-72.

16. Lai, X. H. Research status and development of automotive brake materials / X. H. Lai, X. Wan, G. L. Gan // Materials Research and Application -2020. - Vol. 14. - P. 240-245.

17. Трение эластомеров. Моделирование и эксперимент / И. Г. Горячева, Ю. Ю. Маховская, А. В. Морозов, Ф. И. Степанов. - Ижевск : Институт компьютерных исследований, 2017. - 204 с.

18. Анализ причин снижения износостойкости полимерных материалов в парах трения с легированной сталью / Е. Б. Седакова, Ю. П.

Козырев, С. Ли, В. Е. Жаров // Изв. вузов. Приборостроение. - 2020. - Т. 63. -№ 4. - С. 302-309.

19. Mutlu, I. Tribological properties of some phenolic composites suggested for automotive brakes / I. Mutlu, O. Eldogan, F. Findik // Tribol. Int. -2006. - Vol. 39. - P. 317-325.

20. Findik, F. Latest progress on tribological properties of industrial materials / F. Findik // Mater. Des. - 2014. - Vol. 57. - P. 218-244.

21. Kumar, V. V. Friction material composite: types of brake friction material formulations and effects of various ingredients on brake performance - a review / V. V. Kumar, S. S. Kumaran // Mater. Res. Expr. - 2019. - Vol. 6. - P. 082005.

22. Кноп, А. Фенольные смолы и материалы на их основе / А. Кноп, В. Шейб; пер. А. М. Василенко, Г. М. Восканянц. - М.: Химия, 1983. - 280 с.

23. Nair, C. Advances in addition-cure phenolic resins / C. Nair // Prog. Polym. Sci. - 2004. - Vol. 29. - P. 401-498.

24. Технология полимерных материалов / ред. К. Крыжановский. -СПб.: Профессия, 2008. - 544 с.

25. Торлова, А. С. Технологии производства, свойства и области применения композиций на основе фенолформальдегидных смол / А. С. Торлова, И. А. Виткалова, Е. С. Пикалов // Научное Обозрение. Технические Науки. - 2017. - № 2. - С. 96-114.

26. Research progress on modification of phenolic resin / K. Tang, A. Zhang, T. Ge [et al.] // Mater. Today Commun. - 2021. - Vol. 26. - P. 101879.

27. Застрогина, О. Б. Материалы на основе фенолформальдегидных олигомеров резольного и новолачного типов (обзор). Часть 1 / О. Б. Застрогина, С. Д. Синяков, Е. А. Серкова // Труды ВИАМ. - 2021. - № 10 (104). - С. 58-66.

28. Briou, B. Phenol and formaldehyde alternatives for novel synthetic phenolic resins: state of the art / B. Briou // Green Mater. - 2025. - Vol. 13. - P. 3754.

29. Novel sustainable synthesis of a formaldehyde-free thermosetting phenolic resin through solvent-free reactive extrusion / A. Maokhamphiou, M. Zinet, W. Guerin [et al.] // Green Chem. - 2025. - Vol. 27. - P. 3887-3904.

30. Surface characteristics of phenolic resin coatings / L. Moone, M. P. J. Donners, K. Van Durme [et al.] // Surf. Interfaces. - 2024. - Vol. 45. - P. 103840.

31. Sajan, S. A review on polymer matrix composite materials and their applications / S. Sajan, D. Philip Selvaraj // MTodayP. - 2021. - Vol. 47. - P. 54935498.

32. Effect of short glass fiber and ferrosilicon content on mechanical properties of phenolic based friction composite material / J. Pavitra, P. B. Bharath, B. Suresha, N. B. Sasikumaran // MTodayP. - 2018. - Vol. 5. - P. 7915-7923.

33. Jacob Moses, A. Analysis of physical properties and wear behavior of phenol formaldehyde - Basalt fiber reinforced brake pad / A. Jacob Moses, A. Suresh Babu, S. Ananda Kumar // MTodayP. - 2020. - Vol. 33. - P. 1128-1132.

34. Алентьев, А. Ю. Связующие для полимерных композиционных материалов: Учебное пособие для студентов по специальности «Композиционные наноматериалы» / А. Ю. Алентьев, М. Ю. Яблокова. - М.: МГУ, 2010. - 69 с.

35. Li, M. D. Effects of the Mould Temperature on the Properties of Graphite/Carbon Fiber/Copper/Phenolic Resin Composites / M. D. Li, Y. Lu, X. Guo // A.M.M. - 2013. - Vol. 470. - P. 31-34.

36. Effect of molding temperature on the properties of phenolic resin/carbon black/graphite composite bipolar plates / G. Xu, X. Du, L. Chang [et al.] // J. Solid State Electrochem. - 2024. - Vol. 28. - P. 2505-2513.

37. Abdalla, M. O. Boron-modified phenolic resins for high performance applications / M. O. Abdalla, A. Ludwick, T. Mitchell // Polym. J. - 2003. - Vol. 44. - P. 7353-7359.

38. Application of hybrid analytical hierarchy process and complex proportional assessment approach for optimal design of brake friction materials / T. Singh, A. Patnaik, G. Fekete [et al.] // Polym. Compos. - 2019. - Vol. 40. - P. 16021608.

39. Effect of cure temperature on the thermal degradation, mechanical, microstructural and moisture absorption behavior of vacuum-only, carbon-fiber reinforced phenolic composites / R. J. Zaldivar, G. L. Ferrelli, V. Arredondo, H. I. Kim // J. Appl. Polym. Sci. - 2022. - Vol. 139. - P. e52819.

40. Nirmal, U. A review on tribological performance of natural fibre polymeric composites / U. Nirmal, J. Hashim, M. M. H. Megat Ahmad // Tribol. Int. - 2015. - Vol. 83. - P. 77-104.

41. Friedrich, K. Polymer composites for tribological applications / K. Friedrich // Adv. Ind. Eng. Polym. Res. - 2018. - Vol. 1. - P. 3-39.

42. Wei, L. A study of brake contact pairs under different friction conditions with respect to characteristics of brake pad surfaces / L. Wei, Y. S. Choy, C. S. Cheung // Tribol. Int. - 2019. - Vol. 138. - P. 99-110.

43. Enabling phenolic resin toughening and heat resistant: Tactics and recent advances / S. Chang, X. Wang, G. Zhang [et al.] // Polym. J. - 2024. - Vol. 315. - P. 127782.

44. Трибохимические превращения на поверхностях трения органопластов со связующими фенолоформальдегидного типа / А. П. Краснов, В. А. Тимофеев, О. В. Афоничева [и др.] // Трение и Износ. - 2005. - Т. 26. -№ 3. - С. 315-320.

45. Роль трибохимически активных связующих в создании нового армированного антифрикционного износостойкого материала / А. П. Краснов,

В. А. Тимофеев, О. В. Афоничева [и др.] // Вопросы Материаловедения. - 2006.

- № 2 (46). - С. 105-112.

46. Friction of self-lubricating polymer composites reinforced by heat-resistant fabrics / A. S. Yudin, D. I. Buyaev, O. V. Afonicheva [et al.] // J. Frict. Wear - 2013. - Vol. 34. - P. 245-252.

47. Role of the friction layer in the high-temperature pin-on-disc study of a brake material / P. C. Verma, R. Ciudin, A. Bonfanti [et al.] // Wear - 2016. - Vols. 346-347. - P. 56-65.

48. Ramousse, S. Thermal characterisation of brake pads / S. Ramousse, J. W. H0j, O. T. S0rensen // J. Therm. Anal. Calorim. - 2001. - Vol. 64. - P. 933-943.

49. Bode, K. A comprehensive approach for the simulation of heat and heat-induced phenomena in friction materials / K. Bode, G.-P. Ostermeyer // Wear

- 2014. - Vol. 311. - P. 47-56.

50. Silicone-modified phenolic resin: Relationships between molecular structure and curing behavior / C. Li, Z. Ma, X. Zhang [et al.] // Thermochim. Acta.

- 2016. - Vol. 639. - P. 53-65.

51. Polysiloxane modified phenolic resin with co-continuous structure / S. Li, H. Li, Z. Li [et al.] // Polym. J. - 2017. - Vol. 120. - P. 217-222.

52. Wang, X. Research progress on high temperature resistant phenolic resins / X. Wang, X. L. Liang // Chem. Adhes. - 2021. - Vol. 43. - P. 304-306.

53. Curing efficiency of novolac-type phenol-formaldehyde resins from viscoelastic properties / M. Milazzo, A. Amoresano, R. Pasquino [et al.] // Macromolecules - 2021. - Vol. 54. - P. 11372-11383.

54. Wear mechanism of multiphase friction materials with different phenolic resin matrices / U. S. Hong, S. L. Jung, K. H. Cho [et al.] // Wear - 2009.

- Vol. 266. - P. 739-744.

55. Preparation and properties of boron modified phenolic resin for automotive friction materials / J. Liu, J. Guo, J. Deng [et al.] // Materials - 2025. -Vol. 18. - P. 1624.

56. Фенолфталеинсодержащие термореактивные сополимеры / В. В. Коршак, В. А. Сергеев, В. К. Шитиков [и др.] // Высокомол. соед. - 1968. - Т. (А) 10. - № 5. - С. 1085-1090.

57. Sustainable Fiber-Reinforced Composites: A Review / S. Maiti, M. R. Islam, M. A. Uddin [et al.] // Adv. Sustain. Syst. - 2022. - Vol. 6. - P. 2200258.

58. Chaudhary, V. A review on plant fiber reinforced thermoset polymers for structural and frictional composites / V. Chaudhary, F. Ahmad // Polym. Test -2020. - Vol. 91. - P. 106792.

59. Gweon, J. H. The effect of short glass fiber dispersion on the friction and vibration of brake friction materials / J. H. Gweon, B. S. Joo, H. Jang // Wear -2016. - Vols. 362-363. - P. 61-67.

60. The effect of metal fibers on the friction performance of automotive brake friction materials / H. Jang, K. Ko, S. J. Kim [et al.] // Wear - 2004. - Vol. 256. - P. 406-414.

61. Tribological performance of brake friction materials containing carbon nanotubes / H. J. Hwang, S. L. Jung, K. H. Cho [et al.] // Wear - 2010. - Vol. 268. - P. 519-525.

62. Xin, X. Friction properties of sisal fibre reinforced resin brake composites / X. Xin, C. G. Xu, L. F. Qing // Wear - 2007. - Vol. 262. - P. 736-741.

63. Song, H.-J. A study of tribological behaviors of the phenolic composite coating reinforced with carbon fibers / H.-J. Song, Z.-Z. Zhang, Z.-Z. Luo // Mater. Sci. Eng. A. - 2007. - Vols. 445-446. - P. 593-599.

64. Interface construction of micro/nano hierarchical structure to enhance the tribological performance of carbon fabric/phenolic composite / B. Chen, Y. Tong, B. Yang [et al.] // Wear - 2023. - Vols. 534-535. - P. 205132.

65. Tribological Properties of Potassium Titanate in the Brake Friction Material; Morphological Effects / K. H. Cho, M. H. Cho, S. J. Kim, H. Jang // Tribol. Lett. - 2008. - Vol. 32. - P. 59-66.

66. Synergistic effects of aramid pulp and potassium titanate whiskers in the automotive friction material : 13th International Conference on Wear of Materials / S. J. Kim, M. H. Cho, D.-S. Lim, H. Jang // Wear - 2001. - Vol. 251. -P. 1484-1491.

67. Gopal, P. Hybrid phenolic friction composites containing Kevlar® pulp Part 1. Enhancement of friction and wear performance / P. Gopal, L. R. Dharani, F. D. Blum // Wear - 1996. - Vol. 193. - P. 199-206.

68. Kim, S. J. Friction and wear of friction materials containing two different phenolic resins reinforced with aramid pulp / S. J. Kim, H. Jang // Tribol. Int. - 2000. - Vol. 33. - P. 477-484.

69. Effects of ingredients on tribological characteristics of a brake lining: an experimental case study / M. H. Cho, S. J. Kim, D. Kim, H. Jang // Wear - 2005. - Vol. 258.- P. 1682-1687.

70. Han, Y. Effects of Ceramic Fiber on the Friction Performance of Automotive Brake Lining Materials / Y. Han, X. Tian, Y. Yin // Tribol. Trans. -2008. - Vol. 51. - P. 779-783.

71. Effects of hybrid carbon-aramid fiber on performance of non-asbestos organic brake friction composites / F. Ahmadijokani, A. Shojaei, S. Dordanihaghighi [et al.] // Wear - 2020. - Vols. 452-453. - P. 203280.

72. Performance sensitivity of hybrid phenolic composites in friction braking: Effect of ceramic and aramid fibre combination / A. Patnaik, M. Kumar, B. K. Satapathy, B. S. Tomar // Wear - 2010. - Vol. 269. - P. 891-899.

73. Study of the thermal decomposition and flame-retardant mechanism of sulfonated polyoxadiazole fibers / X. Yan, Z. Li, W. Zhou [et al.] // J. Therm. Anal. Calorim. - 2016. - Vol. 126. - P. 1301-1311.

74. Влияние химического строения полиарамидных и полиоксадиазольных волокон на трение органопластов / Д. И. Буяев, А. П. Краснов, А. В. Наумкин [и др.] // Трение и Износ. - 2016. - Т. 37. - № 4. - С. 452-459.

75. Mechanical properties and tribological performance of polyoxymethylene/short cellulose fiber composites / L. M. Kneissl, G. Gonfalves, R. Joffe [et al.] // Polym. Test. - 2023. - Vol. 128. - P. 108234.

76. Патент N 2000133006 Российская Федерация, МПК D01F 6/74. Способ получения полиоксадиазольного волокна или нити: опубл. 27.11.2002/ Р. А. Макарова, Н. С. Марков, А. А. Якобук, [и др.]

77. Thermochemical structural transformations of polyoxadiazoles / Yu. N. Sazanov, I. P. Dobrovol'skaya, V. A. Lysenko [et al.] // Russ. J. Appl. Chem. - 2015.

- Vol. 88. - P. 1304-1310.

78. Полимерные композиционные материалы. Прочность и технология. Книга / С. Л. Баженов, А. А. Берлин, А. А. Кульков, В. Г. Ошмян.

- г. Долгопрудный: Интеллект, 2010. - 347 с.

79. Тимофеев, В. А. Разработка износостойких полимерных композиционных материалов, армированных смесями полиоксадиазольных и хлопковых волокон : дис. ... канд. техн. наук: 05.02.01: защищена 26.10.2005 / Тимофеев Валентин Альбертович. - М., 2005. - 124 с.

80. Юдин, А. С. Разработка износостойких, антифрикционных органотекстолитов на основе полиоксадиазольных тканей и полимер-минеральных модификаторов : дис. ... канд. техн. наук: 05.17.06 : защищена 18.12.2013 / Юдин Алексей Сергеевич - М., 2013. - 115 с.

81. Comprehensive insights on mechanical attributes of natural-synthetic fibres in polymer composites / M. Mohammed, J. K. Oleiwi, A. M. Mohammed [et al.] // J. Mater. Res. Technol. - 2023. - Vol. 25. - P. 4960-4988.

82. Musa, A. A. Potential of lignocellulosic fiber reinforced polymer composites for automobile parts production: Current knowledge, research needs, and future direction / A. A. Musa, A. P. Onwualu // Heliyon - 2024. - Vol. 10. - P. e24683.

83. Jacob, M. Mechanical properties of sisal/oil palm hybrid fiber reinforced natural rubber composites / M. Jacob, S. Thomas, K. T. Varughese // Compos. Sci. Technol. - 2004. - Vol. 64. - P. 955-965.

84. Shalwan, A. In State of Art: Mechanical and tribological behaviour of polymeric composites based on natural fibres / A. Shalwan, B. F. Yousif // Mater. Des. - 2013. - Vol. 48. - P. 14-24.

85. Tribological behavior of cotton fabric/phenolic resin laminated composites reinforced with two-dimensional materials / Y. Guo, C. Fang, T. Wang [et al.] // Polym. J. - 2023. - Vol. 15. - P. 4454.

86. Holbery, J. Natural-fiber-reinforced polymer composites in automotive applications / J. Holbery, D. Houston // JOM. - 2006. - Vol. 58. - P. 80-86.

87. Natural Fibers and its Polymer Composites: A Comprehensive Review from 2000 to 2024 / D. Sundarrajan, T. Ganapathy, P. Pandian [et al.] // Proceedings of the International Conference on Eco-friendly Fibers and Polymeric Materials : Springer Proceedings in Materials / eds. S. Mavinkere Rangappa [et al.]. -Singapore: Springer Nature Singapore, 2024. - Vol. 60. - P. 773-813.

88. Recent Advances in Green Composites and Their Applications / N. Naik, S. B, T. B.H.S [et al.] // Int. J. Eng. Sci. - 2022. - Vol. 21. - P. 779.

89. Hasan, K. M. F. Potential fabric-reinforced composites: a comprehensive review / K. M. F. Hasan, P. G. Horvath, T. Alpar // J. Mater. Sci. -2021. - Vol. 56. - P. 14381-14415.

90. Advantages and Applications of Natural Fiber Reinforced Hybrid Polymer Composites in Automobiles: A Literature Review / S. Choudhary, J. Haloi, M. K. Sain, P. Saraswat // Advances in Modelling and Optimization of Manufacturing and Industrial Systems. Lecture Notes in Mechanical Engineering. / eds. R. P. Singh [et al.]. - Singapore: Springer Nature Singapore, 2023. - P. 645659.

91. Improving hydrophobicity and compatibility between kenaf fiber and polymer composite by surface treatment with inorganic nanoparticles / M.

Mohammed, R. Rahman, A. M. Mohammed [et al.] // Arab. J. Chem. - 2022. - Vol. 15. - P. 104233.

92. Lilholt, H. Natural Organic Fibers / H. Lilholt, J. M. Lawther // Comprehensive Composite Materials - Elsevier, 2000. - Vol. 1. - P. 303-325.

93. Теплофизические и трибологические свойства композиционных материалов, армированных полиоксадиазольными волокнами / В. А. Тимофеев, А. П. Краснов, Р. А. Бычков [и др.] // Хим. волокна. - 2005. - Т. 3.

- С. 50-53.

94. Chin, C. W. Potential of kenaf fibres as reinforcement for tribological applications / C. W. Chin, B. F. Yousif // Wear - 2009. - Vol. 267. - P. 1550-1557.

95. Effect of betelnut fibres treatment and contact conditions on adhesive wear and frictional performance of polyester composites / U. Nirmal, B. F. Yousif, D. Rilling, P. V. Brevern // Wear - 2010. - Vol. 268. - P. 1354-1370.

96. Review on natural fibre composites reinforced with nanoparticles / L. Jino, V. Dev Prasad, M. Ajay Eswar [et al.] // MTodayP. - 2023. - P. S2214785323001785.

97. Tribological properties of fiber reinforced phenolic composites under sliding condition / T. Singh, C. Goswami, S. R. Kumar, S. Singh // MTodayP. -

2021. - Vol. 47. - P. 6231-6234.

98. Патент N 2278878 C1 Российская Федерация. Антифрикционный композиционный материал : опубл. 27.06.2006. / П. А. Чукаловский, А. П. Краснов, В. В. Кузнецов, [и др.].

99. Антифрикционные материалы на основе полимерных волокон / Г. С. Кулагина, А. Ч. Кан, Г. Ф. Железина, Н. M. Левакова // Труды ВИАМ. -

2022. - № 11 (117). - С. 48-59.

100. Friedrich, K. Effects of various fillers on the sliding wear of polymer composites / K. Friedrich, Z. Zhang, A. K. Schlarb // Compos. Sci. Technol. - 2005.

- Vol. 65. - P. 2329-2343.

101. Симонов-Емельянов, И. Д. Структура и свойства дисперсно-наполненных полимерных композиционных материалов / И. Д. Симонов-Емельянов. - СПб. : Профессия, 2023. - 280 с.

102. Пучков, В. Н. Твердые смазки: опыт применения и перспективы / В. Н. Пучков, А. П. Семенов, В. Г. Павлов // Трение и смазка в машинах и механизмах. - 2007. - № 11. - С. 36-46.

103. Дисперсные наполнители в трибологических полимерных армированных волокном материалах. Поисковое исследование / А. С. Юдин, Д. И. Буяев, А. П. Краснов [и др.] // Вопросы Материаловедения. - 2012. - № 4 (72). - С. 231-239.

104. Friction elements based on phenolic resin and slate powder / F. F. Binda, V. D. A. Oliveira, C. A. Fortulan [et al.] // J. Mater. Res. Technol. - 2020. -Vol. 9. - P. 3378-3383.

105. Ultra-low friction and wear of phenolic composites reinforced with halloysite nanotubes / Y. Han, R. He, H. Li [et al.] // Tribol. Int. - 2025. - Vol. 204.

- P. 110419.

106. Tribological properties and wear mechanism of phenolic resin incorporated rare earth oxides / B. Jiang, Y. Gu, Y. Zhao [et al.] // Coatings - 2024.

- Vol. 14. - P. 1530.

107. Tribochemical Processes in a Phenol Formaldehyde Polymer Modified by Polyformaldehyde Copolymer / M. O. Panova, A. P. Krasnov, A. V. Naumkin [et al.] // J. Frict. Wear - 2018. - Vol. 39. - P. 462-468.

108. Исследование трибологических свойств фенолформальдегидных текстолитов, модифицированных минеральными дисперсными добавками / Л. Ф. Клабукова, М. О. Панова, А. П. Краснов [и др.] // Пластические массы. -2020. - № 11-12. - С. 20-22.

109. The preparation and wear behaviors of phenol-formaldehyde resin/BN composite coatings / C. Zang, Y. Xing, T. Yang [et al.] // Polym. J. - 2022. - Vol. 14. - P. 4230.

110. Ôsterle W. The role of solid lubricants for brake friction materials / W. Ôsterle, A. Dmitriev // Lubricants - 2016. - Vol. 4. - P. 5.

111. Zouina O. Tribological behaviour of a graphite-phenolic resin solid lubricant under high mechanical load / O. Zouina, A. Lappas, M. Dienwiebel // Wear

- 2025. - Vol. 570. - P. 205936.

112. Superlubricity between MoS2 Monolayers / H. Li, J. Wang, S. Gao [et al.] // Adv. Mater. - 2017. - Vol. 29. - P. 1701474.

113. Song H.-J. Effects of solid lubricants on friction and wear behaviors of the phenolic coating under different friction conditions / H.-J. Song, Z.-Z. Zhang, Z.-Z. Luo // Surf. Coat. Technol. - 2006. - Vol. 201. - P. 2760-2767.

114. Self-lubrication of nuclear graphite in argon at high temperature / L. Vergari, J. Quincey, G. Meric De Bellefon [et al.] // Tribol. Int. - 2023. - Vol. 177.

- P. 107946.

115. Frictional performance of surface-textured phenolic resin-impregnated graphite materials under water lubrication / K. Xu, Z. Yuan, Y. Luo [et al] // Mater. Res. Express. - 2023. - Vol. 10. - P. 125601.

116. Cai P. Effect of several solid lubricants on the mechanical and tribological properties of phenolic resin-based composites / P. Cai, T. Wang, Q. Wang // Polym. Compos. - 2015. - Vol. 36. - P. 2203-2211.

117. Influence of lubricant filling on the dry sliding wear behaviors of hybrid PTFE/Nomex fabric composite | Journal of Materials Science / G. Ren, Z. Zhang, X. Zhu [et al.] // J. Mater. Sci. - 2014. - Vol. 49. - P. 3716-3724.

118. Ag nanoparticle decorated graphene for improving tribological properties of fabric/phenolic composites / M. Xu, X. Wang, T. Wang [et al.] // Tribol. Int. - 2022. - Vol. 176. - P. 107889.

119. Saha D. Friction hysteresis and subsequent wear mechanism of clay-based phenolic composites under cyclic load / D. Saha, B. K. Satapathy // MTodayP. - 2019. - Vol. 19. - P. 196-204.

120. Tribological behavior of phenolic resin-based friction composites filled with graphite / E. Zhang, F. Gao, R. Fu [et al.] // Materials - 2021. - Vol. 14. - P. 742.

121. Патент SU 713876 A1 Российская Федерация, МПК C08G8/28. Способ получения фенолфталеин-формальдегидного олигомера : опубл. 05.02.1980 : В. К. Шитиков, В. А. Сергеев, Б. А. Киселев, В. Н. Степанова.

122. Askadskii A. A. Computational Materials Science of Polymers / A. A. Askadskii. - Cambridge Int Science Publishing, 2003. - 702 p.

123. Askadskii A. A. Methods for calculating the physical properties of polymers / A. A. Askadskii // Rev. J. Chem. - 2015. - Vol. 5. - P. 83-142.

124. Аскадский А. А. Вторичные полимерные материалы. Механические и барьерные свойства, пластификация, смеси и нанокомпозиты / А. А. Аскадский, Т. А. Мацеевич, М. Н. Попова. - М. : АСВ, 2017.

125. Аскадский А. А. Физико-химия полимерных материалов и методы их исследования / А. А. Аскадский, М. Н. Попова, В. И. Кондращенко. - М. : АСВ, 2015.

126. Панова М.О. Дисперсный полиоксадиазольный модификатор для антифрикционных фенолформальдегидных текстолитов / М.О. Панова, Д.И. Буяев, В.В. Шапошникова // Изв. вузов. Химия и хим. технология. - 2024. - Т. 67. - № 11. - С. 79-85.

127. Патент 2831643C1 Российская Федерация, МПК C08L79/06 C08K7/02 C08J5/16 C08K3/04 C08L61/10. Композиционный антифрикционный материал : опубл. 11.12.2024 / В. В. Шапошникова, М. О. Панова, Д. И. Буяев.

128. Panova M. O. Antifriction Composites Based on a Two-Component Modified Phenol-Formaldehyde Binder / M. O. Panova, D. I. Buyaev, V. V. Shaposhnikova // Dokl. Chem. - 2024. - Vol. 514. - P. 21-25.

129. Исследование свойств трения органопластов на основе кардового фенолфталеинформальдегидного полимера. / М. О. Панова, А. П. Краснов, И. Ю. Горбунова [и др.] // Пластические массы. - 2020. - № 9-10. - С. 53-55.

Приложение 1

Технологии движения

АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «ЦИТО»

АКТ-ЗАКЛЮЧЕНИЕ

серийного промышленного внедрения полимерных композитных муфт/фильер, применяемых в правильно-отрезной машине для размотки и правки проволоки

В 2020 году компанией ООО «ОВИТЭК» были разработаны и изготовлены опытные образцы композитных муфт/фяльер, устанавливаемых в правильно-отрезных машинах на производственном участке ФГУГ1 «ЦИТО» (с 2024г АО «ЦИТО»). Данное технологическое оборудование применяется в размотке, правке (и разрезании на отдельные заготовки) специальной проволоки, используемой для изготовления спиц чрескостного остеосинтеза в травматологии.

Муфты/фильеры в процессе работы подвергаются высоким динамическим и температурным воздействиям. Для их производства подбираются преимущественно твёрдые высокопрочные сплавы. Применение для производства муфт/фильер полимерных композитов требует от данного типа материалов высоких трибологических характеристик.

С целью отработки ФГУП «ЦИТО» технологии размотки/правки проволоки с применением в оборудовании опытные полимерные композитные муфты/фильеры эксплуатировали в обычных производственных режимах. Муфты/фильеры устанавливали в секцию правки правильно-отрезного станка комплектно по 7 шт с последующим протягиванием проволоки диаметром 2 мм (ТУ 3-100277) из коррозионно-стойкой стали (12Х18Н10Т ВО).

Ресурс полимерных композитных муфт/фильер из первых партий составил 1680 метров. При использовании стандартных («оригинальных») муфт/фильер из высокопрочного антифрикционного чугуна ресурс (в среднем) выше в 4раза по сравнению с полимерными композитными муфтами/фильерами. Тем не менее, службой качества отмечено, что поверхность обработанной проволоки при использовании «оригинальных» чугунных муфт/фильер сильно повреждена, и поэтому требуются операции шлифовки и полировки, что приводит к существенному увеличению себестоимости спиц.

В связи с необходимостью наращивания объема производства спиц чрескостного остеосинтеза на ФГУП «ЦИТО» компания ООО «ОВИТЭК» в июне 2022 года предложила к использованию новые полимерные композитные муфты/фильеры, полученные по усовершенствованной рецептуре и технологии изготовления младшим научным сотрудником лаборатории полиариленов ИНЭОС РАН Пановой М.О. Ресурс полимерно-композитных муфт/фильер при серийном производстве на ФГУП «ЦИТО» составил 2400 метров (увеличение 40 % по сравнению с прежней рецептурой полимерного композитного материала муфт/фильер).

На основании положительных результатов длительной опытной эксплуатации, полимерные композитные муфты согласованы к серийному применению. Рекомендуется рассмотреть возможность организации серийного изготовления полимерных композитных муфт/фильер непосредственно на промышленной площадке АО «ЦИТО» или альтернативной промышленной площадке.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Менеджер по закупкг

Бойдаков В.С.

18.03.2024