Твердофазная прокатка реакторного порошка сверхвысокомолекулярного полиэтилена с последующим ориентационным упрочнением

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В статье рассмотрен метод переработки реакторных порошков сверхвысокомолекулярного полиэтилена в высокопрочные высокомодульные волокна и пленки. Описаны комплексные исследования механических свойств прокатанных тонких лент из реакторных порошков сверхвысокомолекулярного полиэтилена с последующей многоступенчатой зонной ориентационной вытяжкой. Установлено влияние изменения средней скорости деформации при прокате на модуль упругости и предел прочности на разрыв. Образцы были исследованы методом рентгеноструктурного анализа, что позволило установить тип структуры прокатанных пленок на финальных стадиях. Произведен поиск оптимальных режимов прокатки спеченных порошков для получения прекурсоров, обеспечивающих достижение предельных ориентационных удлинений и получение, соответственно, высокопрочного полимерного материала.

Об авторах

М. М. Цыганков

Физико-Технический Институт им. А.Ф. Иоффе

Автор, ответственный за переписку.
Email: m.czygankov@bk.ru

инженер лаборатории Физики прочности

Россия

Т. Д. Шидловский

Технический Институт им. А.Ф. Иоффе

Email: timofeysh15@gmail.com

инженер лаборатории Физики прочности

Россия

Ю. М. Бойко

Физико-Технический Институт им. А.Ф. Иоффе

Email: yuri.boiko@mail.ioffe.ru

ведущий научный сотрудник лаборатории Физики прочности

Россия

Л. П. Мясникова

Физико-Технический Институт им. А.Ф. Иоффе

Email: Liuba.Myasnikova@mail.ioffe.ru

ведущий научный сотрудник лаборатории Физики прочности

Россия

В. Ф. Дроботько

ФГБНУ «Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина»

Email: valeriy.drobotko@mail.ru

кандидат физико-математических наук, доцент, заведующий отделом фазовых превращений

Россия

С. А. Терехов

ФГБНУ «Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина»

Email: terehov030181@xmail.ru

младший научный сотрудник отдела фазовых превращений

Россия

А. П. Борзенко

ФГБНУ «Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина»

Email: marina.1010@mail.ru

младший научный сотрудник отдела фазовых превращений

Россия

И. М. Макмак

ФГБНУ «Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина»

Email: ally.makmak66@mail.ru

кандидат физико-математических наук, доцент, старший научный сотрудник отдела фазовых превращений

Россия

О. С. Новак

АО «НПО Спецматериалов»

Email: o.novak@npo-sm.ru

заместитель директора ЗСМ по развитию производства

Россия

Список литературы

  1. Ризванова Е.А., Новак О.С., Сильников Н.М. Переработка волокнистых отходов из СВМПЭ иглопробивным способом для дальнейшего создания войлока // Вопросы оборонной техники. Серия 16. Технические средства противодействия терроризму. 2024. № 3–4 (189–190). С. 152–156.
  2. Сильников Н.М., Новак О.С., Шифрина В.Ю. Повышение защитных характеристик специальных изделий за счет применения полимерной брони // Вопросы оборонной техники. Серия 16. Технические средства противодейст­вия терроризму. 2023. № 7–8 (181–182). С. 122–128.
  3. Сильников Н.М., Фомичев А.Б., Гук И.В. и др. Применение сверхвысокомолекулярного полиэтилена «РУССИЛ» для защиты корпусных конструкций судов в сборнике: новые технологии в судостроении НТС-2023; сб. тр. отраслевой научно-технической конференции. Санкт-Петербург, 2023. С. 141–146.
  4. Silnikov N.M., Guk I.V., Mikhai­lin A.I. et al. Dynamical young’s modulus and internal friction in ultra-high molecular weight polyethy­lene composites // Reviews on Advanced Materials and Technologies. 2022. Vol. 4. No 1. Pp. 14–20.
  5. Сильников Н.М., Новак О.С., Каранин Г.А. Термомеханическое прессование полотна «РУССИЛ» // Вопросы оборонной техники. Серия 16. Технические средства противодействия терроризму. 2023. № 7–8 (181–182). С. 144–146.
  6. Myansikova L.P., Boiko Yu.M., Egorov V.M. et al. Fine structure of UHMWPE reactor powder and its change in mechanical and thermal fields, Chapter 5. Pp. 93–153 in Reactor Powder Morpho­logy ed. by P. Lemstra and L. Myasnikova Nova Sci. Publ., 2011.
  7. Ozerin A.N., Ivanchev S.S., Chvalun S.N. et al. Properties of Oriented Film Tapes Prepared via Solid-State Processing of a Nascent Ultrahigh-Molecular-Weight Polyethylene Reactor Powder Synthesized with a Postmetallocene Catalyst. Polym.Sci., A, 12, 950 (2012).
  8. Smith P., Lemstra P.J. High-strength polye­thy­lene fibres from solution and gel spinning. Macro­mol. Chem., 1979. 180 p. 2983.
  9. Keller A., Pope D.P. Identification of Struc­tural Processes in deformation of Oriented Polye­thylene J. Mater. Sci. 1971. Pp. 453–478.
  10. Марихин В.А., Мясникова Л.П. Надмолекулярная структура полимеров, химия. Ленинград, 1977. 240 c.
  11. Bahadur Sh. The Effect of Hot and Cold Rolling on the Properties of Poly(oxymethylene) // Polymer Journal, 1975. Vol. 7, No 6. Pp. 613–621.
  12. Gezovich D.M. and Geil P.H. Deforma­tion of polyoxymethylene by rolling J. Mater. Sci.,6, 509 (1971)
  13. Morawiec J., Bartczak Z., Kazmierc­zak T., Galeski A. Rolling of polymeric materials with side constraints Materials Science and Engineering A317 (2001). Pp. 21–27.
  14. Joo Y. L., Zhou H., Lee S.-G. et al. Solid-­­State Compaction and Drawing of Nascent Reactor Powders of Ultra-High-Molecular-Weight Poly­ethylene Journal of Applied Polymer Science, Vol. 98, (2005). Pp. 718–730.
  15. Qiu J., Murata T., Wu X., Kudo M. et al. Plastic deformation mechanism of crystal­line polymer materials during the rolling process J Mater Sci (2013) 48:1920–1931.
  16. Дроботько В.Ф., Мясникова Л.П., Борзенко А.П. и др. Двухэтапный метод получения высокопрочных лент СВМПЭ путем твердофазного формования // Физика и техника высоких давлений 2023. Том 33, № 2. С. 86–100.
  17. Дроботько В.Ф. Мясникова Л.П., Макмак И.М. и др. Влияние прокатки на структуру и механические свойства компактированных пленок из порошков сверхвысокомолекулярного полиэтилена // Материалы LXVI Международной конференции «Актуальные проблемы прочнос­ти» (АПП-2023). 23–27 сентября, Зеленогорск, Санкт-Петербург, Россия. C. 67.
  18. Голубев Е.К., Куркин Т.С., Озерин А.Н. Высокопрочные пленочные нити, полученные твердофазной переработкой насцентных реакторных порошков сверхвысокомолекулярного полиэтилена // Известия Академии наук. Серия химическая. 2023. Том 72, № 3. С. 749–762.
  19. New Trends in Physical Science Research Vol. 3, Ch. 9, Discussion on: Structural Changes in UHMWPE Reactor Powders during Sintering under Different Conditions Pp. 89–99, (2022)
  20. Bartczak Z. Influence of molecular para­meters on high-strain deformation of polyethylene in the plane-strain compression. Part II. Strain reco­very Polymer 46, 10339, P. 1033 (2005)
  21. Marikhin V.A., Myasnikova L.P. Structural Basis of high-strength high-modulus polymers, Chapter 2 (Pp. 36–92) in the book Oriented Polymer Materials, ed. by S.Fakirov Huethig &Wepf Verlag Zug Heidelberg (1996), Pp. 512.
  22. Esteves G., Ramos K., Fancher Ch. M., Jones J. L. LIPRAS: Line-Profile Analysis Software. (2017)

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).