, .

Саратовский государственный технический университет имени , г. Саратов

E-mail: Kseniya. *****@***ru

В современной промышленности широкое применение получили  такие материалы, как фторполимеры (ФП). Образующиеся ФП, в результате полимеризации фторсодержащих мономеров, в основном, имеют хорошую стойкость к воздействию химических веществ (кислоты, щелочи, окислители, растворители) даже при высоких температурах, низкий коэффициент трения, широкий диапазон рабочих температур, достаточно высокие механические свойства, превосходные диэлектрики, биоинертны и т. д. Все эти свойства позволяют применять ФП в электронике (при изготовлении конденсаторов, изоляции катушек), в машиностроении (при изготовлении подшипников), в медицине (в кардиохирургии) и другое [1].

Для получения прочного соединения фторопластов между собой и с фторсодержащими резинами методом совулканизации, необходимо повысить адгезивные способности ПТФЭ и ФП. В промышленности основными способами повышения адгезивных свойств ФП  путем дефторирования поверхностного слоя ФП являются электрофизические, физические и химические технологии, зачастую весьма  сложные и дорогостоящие [2,3].

Одним из способов модификации поверхности ФП предлагается перед процессом сополимеризации, наносить химически активные металлы путем магнетронного распыления, по предварительным данным позволяющий дегидрофторировать поверхность ФП за счет термохимического воздействия напыляемого материала.

Целью работы является изучение влияния процесса магнетронного распыления алюминия на адгезионные свойства фторполимеров,  в частности ПТФЭ и фторсодержащая резина.

Для проведения исследований использовались образцы из фторсодержащей резины 420-264В/5 на основе СКФ-264В/5 перекисной вулканизации и ПТФЭ, представляющие собой пластины размерами 50Ч50Ч2 мм и 90Ч 90Ч1 мм. Алюминий на образцы резины и ПТФЭ наносятся с помощью магнетронно-распылительной  системы (МРС) на основе вакуумного универсального поста ВУП-4. Соединение образцов из ПТФЭ и фторсодержащей резины осуществлялось путем совулканизации при 165 -170 0С в течение 5 - 6 мин.

В процессе МРС алюминия происходит видимое изменение цвета поверхностного слоя основы из ПТФЭ, увеличивается уровень серости в зависимости от времени напыления. После МРС алюминия на подложку из резины 420-264В/5 наблюдается изменение структуры в поверхностных областях материала, рис.1. Предположительно, изменение структуры связано: с термическим воздействием, оказываемым на резину и ПТФЭ плазмой разряда МРС, а также с реакциями дегидрофторирования и дефторирования полимерной цепи фторполимера. При изучении ИК - спектров образцов с модифицированной поверхностью выявлены  полосы поглощения при 713, 881 и 1181 см-1, соответствующие аморфному фториду алюминия. Рентгенофазовый анализ фиксирует наличие пиков, характерных для кристаллической фазы фторида алюминия [4].

Соединение образцов из ПТФЭ и резины с алюминием методом совулканизации позволяет получить равномерную область контакта, рис.4.

Рис. 1. Фотография микрошлифа  соединения ПТФЭ с резиной 420-264В/5  с магнетронным  нанесением алюминия, а – резина 420-264В/5; б – область соединения ПТФЭ и резины; в – ПТФЭ

Адгезионная прочность соединений  контрольных образцов из  фторсодержащей резины 420-264В/5 и ПТФЭ, а также с нанесенным на поверхность слоем алюминия определялась  методом межслоевого расслаивания [3] на универсальной испытательной машине ИР 5082-100. Анализ химического состава поверхности резины показывает, что ее обработка металлом толщиной до 10 нм приводит к образованию МеnFn. Представляется важным то, что при получении фторида алюминия на поверхности ПТФЭ, по-видимому, образуется активный углерод, лишенный фтора. Благодаря этому пленка метала, держится на поверхности ПТФЭ особенно прочно.

В табл. 1 приведены данные по определению адгезионной прочности при расслоении соединения фторсодержащей резины и ПТФЭ.

Резина

420 - 264В/5

Толщина слоя алюминия на резине, нм

3

4

5

8

10

12

14

Немодифицированная поверхность резины

менее 1

Поверхность резины, модифицированная алюминием

1,9

2,1

2,2

2,3

2,3

2,0

1,8

Таким образом, процесс магнетронного распыления алюминия на поверхность фторполимеров, в частности ПТФЭ и резиной 420-264В/5, позволяет получать модифицированную поверхность тем самым повышается прочность связи соединения фторполимеров [5].

Библиографический список

//Фторкаучуки: основы, переработка,  применение. М.: ПИФ-РИАС. 2006. - 384 с. //Машины и технология переработки кучуков, полимеров и резиновых смесей. ЯПИ, 1972. Патент РФ на изобретение № 000 / , // Способ подготовки поверхности полимерных материалов перед склеиванием. – 1999. Адгезионная прочность при расслоении фторсодержащей резины и политетрафторэтилена /  ,   // Пластические массы. 2014 (в печати). Заявка на патент № 000. МПК7 С09 J 161/02, С09 J 5/02. Способ  обработки  поверхности фторсодержащей резины. , Опуб. 20.11.2014г.

Сведения об авторах

– студентка 5 курса кафедры «Биотехнические и медицинские аппараты и системы», г.22 года. Тел:8-987-823-61-06.

– д. т.н., профессор кафедры «Биотехнические и медицинские аппараты и системы», дата рождения:  27.09.1950г


Вид доклада: устный (/ стендовый)