izvestswsuИзвестия Юго-Западного государственного университетаProceedings of the Southwest State University2223-15602686-6757ЮЗГУizvestswsu-55Research ArticleТехнические наукиТРИБОТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ С МАТРИЦЕЙ ИЗ ПОЛИГЕТЕРОАРИЛЕНА ПМ-ДАДФЭ И НАПОЛНИТЕЛЯМИ ИЗ НАНОЧАСТИЦ ДИХАЛЬКОГЕНИДОВ ВОЛЬФРАМА ПРИ ТРЕНИИ СКОЛЬЖЕНИЯ В СРЕДЕ ЖИДКОГО СМАЗОЧНОГО МАТЕРИАЛАTRIBOTECHNICAL CHARACTERISTICS OF TUGSTEN DICHALCOGENIDES REINFORCED POLYHETEROARYLENE PM-DADPHE MATRIX COMPOSITE COATINGS UNDER SLIDING FRICTION IN LIQUID LUBRICANTSБрекиА. Д.BrekiA. D.albreki@yandex.ruДиденкоА. Л.DidenkoA. L.vanilin72@yandex.ruКудрявцевВ. В.KudryavtsevV. V.vanilin72@yandex.ruВасильеваЕ. С.VasilyevaE. S.vanilin72@yandex.ruТолочкоО. В.TolochkoO. V.albreki@yandex.ruКолмаковА. Г.KolmakovA. G.gwozdew.alexandr2013@yandex.ruФадинЮ. А.FadinYu. А.fadinspb@yandex.ruСтариковН. Е.StarikovN. E.starikov_taii@mail.ruГвоздевА. Е.GvozdevA. E.technology@tspu.tula.ruСергеевН. Н.SergeevA. N.technology@tspu.tula.ruАгеевЕ. В.AgeevE. V.ageev_ev@mail.ruПровоторовД. А.ProvotorovD. A.prodmyt@rambler.ruСПБПУ Петра ВеликогоSt. Petersburg State Polytechnic University Peter the GreatИнститут высокомолекулярных соединений РАНInstitute of Macromolecular Compounds RASСПБПУ Петра ВеликогоSt. Petersburg Polytechnic University Peter the GreatФГБУН «Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова» Российской Академии НаукFederal State Budgetary Institution of Science Institute of Metallurgy and Materials Science A. A. Baykov of the Russian Academy of SciencesИПМАШ РАНIPMASH RASТулГУTula State UniversityФГБОУ ВПО «ТГПУ им. Л.Н Толстого»Tula State Lev Tolstoy Pedagogical UniversityТульский государственный педагогический университет им. Л.Н. ТолстогоTula State Lev Tolstoy Pedagogical UniversityФГБОУ ВО «Юго-Западный государственный университет»Southwest State UniversityООО НПП «Вулкан-ТМ»SME «Vulkan-TM»201628062016031728Copyright © Бреки А.Д., Диденко А.Л., Кудрявцев В.В., Васильева Е.С., Толочко О.В., Колмаков А.Г., Фадин Ю.А., Стариков Н.Е., Гвоздев А.Е., Сергеев Н.Н., Агеев Е.В., Провоторов Д.А., 20162016Бреки А.Д., Диденко А.Л., Кудрявцев В.В., Васильева Е.С., Толочко О.В., Колмаков А.Г., Фадин Ю.А., Стариков Н.Е., Гвоздев А.Е., Сергеев Н.Н., Агеев Е.В., Провоторов Д.А.Breki A.D., Didenko A.L., Kudryavtsev V.V., Vasilyeva E.S., Tolochko O.V., Kolmakov A.G., Fadin Y.А., Starikov N.E., Gvozdev A.E., Sergeev A.N., Ageev E.V., Provotorov D.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestswsu.elpub.ru/jour/article/view/55

В общем случае перспективным материалом для матриц являются термопластичные полимеры, в том числе полиимиды (полигетероарилены), которые должны удовлетворять двум условиям: форпо-лимеры полиимида должны быть растворимы, для обеспечения равномерного распределения наполнителя в объеме создаваемой матрицы; конечное связующее должно обладать способностью к течению или образованию расплава при температурах, превышающих температуру размягчения полимера. Наиболее эффективным методом придания полиимидам нужных термопластичных свойств является их получение на основе макромолекул, имеющих линейное строение с содержанием в цепи шарнирных развязок. В данной работе использован полиимид ПМ-ДАДФЭ, который деструктирует, практически не размягчаясь, и воз-можность формирования композиций и соответствующих полиимидых покрытий обусловлена перера-батываемостью форполимера ПМ-ДАДФЭ из раствора. Целью настоящей работы являлись синтез и оценка триботехнических свойств композиционных покрытий с матрицей из полиимида ПМ-ДАДФЭ и наполнителями из наночастиц дихалькогенидов вольфрама WSe2 и WS2 в различных концентрациях при трении в среде смазочного масла. В качестве полимерного связующего, исходя из анализа литературных данных, был выбран линейный полиимид с шарнирными развязками ПМ-ДАДФЭ. В результате проведённых исследований получен массив экспериментальных данных, подтвержда-ющих эффективность используемого базового полигетероариленного покрытия «ПМ-ДАДФЭ» без напол-нителей: в жестких условиях испытаний момент трения у покрытия меньше, чем у подложки на 83%, ширина лунки износа у базового покрытия на 30% меньше, чем у подложки. Разработанные покрытия с наночастицами дисульфида вольфрама относятся к антифрикционным, при этом их использование возможно в легко нагруженных узлах трения.

In general, a promising material for matrices are thermoplastic polymers, including polyimides (poligeteroarilena), which must satisfy two conditions: polyimide prepolymers must be soluble to ensure even distribution of the filler in the volume of the generated matrix; end binder should have the ability to flow or melt at temperatures exceeding the softening point of the polymer. The most effective way of obtaining the desired thermoplastic properties for polyimides is to make them on the basis of macromolecules having a linear structure containing hinged junctions in the chain. This paper presents a polyimide PM-DADFE that is destructive almost without softening. The possibility of forming the compositions and the respective polyimide coatings is determined by processing properties of prepolymer PM-DADFE from the solution. The goal of this work is to study and evaluate the tribological properties of composite coatings with a matrix from polyimide PM-DADFE and the fillers of chalcogenides nanoparticles of tungsten WSe2 and WS2 in various concentrations by friction in the environment of lubricating oil. Based on the analysis of literature, as a polymer binder, there was chosen a linear polyimide PM- DADFE with hinged junctions. As a result of the present research, there were obtained experimental data confirming the effectiveness of the underlying poligeteroarilena cover "PM-DADFE" without fillers: in tougher test conditions frictional torque for the coating is less than that of the substrate by 83%, crater wear width for the base coating is less by 30% than that of the substrate. Developed coatings with nanoparticles of tungsten disulphide belong to the anti-frictional.Thus, their use is possible in lightly loaded friction units.

твердосмазочные материалыполиимидыкомпозиционные покрытиядихалькоге-нидынаночастицытрение со смазочным материаломизностриботехнические характеристикиsolid lubricant materialspolyimidescomposite coatingsdichalcogenidesnanoparticlesfriction with lubricantsweartribological propertiessolid lubricant materialspolyimidescomposite coatingsdichalcogenidesnanoparticlesfriction with lubricantsweartribological propertiesReferencesХимическая энциклопедия / редкол. И.Л. Кнунянц [и др.]. - М.: Советская энциклопедия, 1988. - Т. 1. - 623 с.Химическая энциклопедия / редкол. И.Л. Кнунянц [и др.]. - М.: Советская энциклопедия, 1988. - Т. 1. - 623 с.Справочник химика / редкол.: Б.П. Никольский [и др.]. -2-е изд., испр. - М.-Л.: Химия, 1966. - Т. 1. - 1072 с.Справочник химика / редкол.: Б.П. Никольский [и др.]. -2-е изд., испр. - М.-Л.: Химия, 1966. - Т. 1. - 1072 с.Справочник химика / редкол.: Б.П. Никольский [и др.]. - 3-е изд., испр. - Л.: Химия, 1971. - Т. 2. - 1168 с.Справочник химика / редкол.: Б.П. Никольский [и др.]. - 3-е изд., испр. - Л.: Химия, 1971. - Т. 2. - 1168 с.Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. Химия металлов. - М.: Мир, 1972. - Т. 2. - 871 с.Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. Химия металлов. - М.: Мир, 1972. - Т. 2. - 871 с.Марченко Е.А., Лобова Т.А. Использование диселенидов тугоплавких металлов для обеспечения стабильности работы узлов трения // Вестник научно-технического развития. - 2009. - № 5(21). - С.16-21.Марченко Е.А., Лобова Т.А. Использование диселенидов тугоплавких металлов для обеспечения стабильности работы узлов трения // Вестник научно-технического развития. - 2009. - № 5(21). - С.16-21.Лобова Т.А., Марченко Е.А. Самосмазывающиеся покрытия для узлов трения космических аппаратов // Вестник машиностроения. - 2004. - №11. - С.35-38.Лобова Т.А., Марченко Е.А. Самосмазывающиеся покрытия для узлов трения космических аппаратов // Вестник машиностроения. - 2004. - №11. - С.35-38.Новые смазочные композиции с добавками порошков молибдена и вольфрама / Т.А. Лобова, М.В. Лобанов, И.П. Чулков, О.А. Саяпин // Вестник машиностроения. - 2004. - №7. - С.40-44.Новые смазочные композиции с добавками порошков молибдена и вольфрама / Т.А. Лобова, М.В. Лобанов, И.П. Чулков, О.А. Саяпин // Вестник машиностроения. - 2004. - №7. - С.40-44.Технологии конструкционных на-ноструктурных материалов и покрытий / П.А. Витязь, А.Ф. Ильющенко, М.Л. Хей-фец, C.А. Чижик, К.А. Солнцев, А.Г. Кол-маков, М.И. Алымов, С.М. Баринов; под общ. ред. П.А. Витязя и К.А. Солнцева.- Минск: Беларус. навука, 2011. -283с.Технологии конструкционных на-ноструктурных материалов и покрытий / П.А. Витязь, А.Ф. Ильющенко, М.Л. Хей-фец, C.А. Чижик, К.А. Солнцев, А.Г. Кол-маков, М.И. Алымов, С.М. Баринов; под общ. ред. П.А. Витязя и К.А. Солнцева.- Минск: Беларус. навука, 2011. -283с.Колмаков А.Г., Баринов С.М., Алымов М.И. Основы технологий и применение наноматериалов. - М.: ФИЗ-МАТЛИТ, 2013. - 208 с.Колмаков А.Г., Баринов С.М., Алымов М.И. Основы технологий и применение наноматериалов. - М.: ФИЗ-МАТЛИТ, 2013. - 208 с.Полиимиды - класс термостойких полимеров / М.И. Бессонов, М. М. Котон, В. В. Кудрявцев, Л. А. Лайус. - Л.: Наука, 1983. - 328 с.Полиимиды - класс термостойких полимеров / М.И. Бессонов, М. М. Котон, В. В. Кудрявцев, Л. А. Лайус. - Л.: Наука, 1983. - 328 с.St. Clair A.K., St. Clair T.L. // SAMPE Quart. - 1981. - October. - P. 20.St. Clair A.K., St. Clair T.L. // SAMPE Quart. - 1981. - October. - P. 20.Bell V.L., Stump B.L., Gager H. // J. Polym. Sci., Polym. Chem. Ed. - 1975. - V. 14. - P. 2275.Bell V.L., Stump B.L., Gager H. // J. Polym. Sci., Polym. Chem. Ed. - 1975. - V. 14. - P. 2275.Sroog C.E. // Prog. Polym. Sci. - 1991. - V. 16. - P. 561.Sroog C.E. // Prog. Polym. Sci. - 1991. - V. 16. - P. 561.Светличный В.М., Кудрявцев В.В. Полиимиды и проблема создания современных конструкционных композиционных материалов // Высокомолекулярные соединения. - 2003. - Т.45. - №6. - С. 47 - 51.Светличный В.М., Кудрявцев В.В. Полиимиды и проблема создания современных конструкционных композиционных материалов // Высокомолекулярные соединения. - 2003. - Т.45. - №6. - С. 47 - 51.Исследование модернизированных конструкционных смазочных материалов, содержащих мелкодисперсные частицы модификаторов трения / А.Д. Бреки, С.Г. Чулкин, Е.С. Васильева, О.В. Толочко, М.Ю. Максимов; Санкт-Петербургский государственный политехнический университет // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Сер.: Машиностроение. - 2010. - 2-2(100). - С. 92 - 97.Исследование модернизированных конструкционных смазочных материалов, содержащих мелкодисперсные частицы модификаторов трения / А.Д. Бреки, С.Г. Чулкин, Е.С. Васильева, О.В. Толочко, М.Ю. Максимов; Санкт-Петербургский государственный политехнический университет // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Сер.: Машиностроение. - 2010. - 2-2(100). - С. 92 - 97.Определение основных трибологических характеристик жидких смазочных композиций, содержащих мелкодисперсные частицы дихалькогенидов вольфрама / О.В. Толочко, А.Д. Бреки, Е.С. Васильева, М.Ю. Максимов // Вопросы материаловедения. - 2011. - №1(65). - С.143-149.Определение основных трибологических характеристик жидких смазочных композиций, содержащих мелкодисперсные частицы дихалькогенидов вольфрама / О.В. Толочко, А.Д. Бреки, Е.С. Васильева, М.Ю. Максимов // Вопросы материаловедения. - 2011. - №1(65). - С.143-149.Vasilyeva E. S., Tolochko O. V., Kim B.-K., Lee D.-W., Kim D. Synthesis of Tungsten Disulphide Nanoparticles by Chemical Vapor Condensation Method // Microelectronic Journal. - 2009. - Vol.40, № 4-5. - Pp. 687-691.Vasilyeva E. S., Tolochko O. V., Kim B.-K., Lee D.-W., Kim D. Synthesis of Tungsten Disulphide Nanoparticles by Chemical Vapor Condensation Method // Microelectronic Journal. - 2009. - Vol.40, № 4-5. - Pp. 687-691.Исследование нагрузочной способности смазочных композиций с наночастицами WS2 и WSe2 для железнодорожных втулок / А.Д. Бреки, Е.С. Васильева, М.Ю. Максимов, С.Г. Чулкин // Вопросы материаловедения. - 2012. - №2(70). - С.109-149.Исследование нагрузочной способности смазочных композиций с наночастицами WS2 и WSe2 для железнодорожных втулок / А.Д. Бреки, Е.С. Васильева, М.Ю. Максимов, С.Г. Чулкин // Вопросы материаловедения. - 2012. - №2(70). - С.109-149.Жидкие смазочные композиционные материалы, содержащие высокодисперсные наполнители, для подшипниковых узлов управляемых систем / А.Д. Бре-ки, Е.С. Васильева, О.В. Толочко, Н.Н. Сергеев, А.Е. Гвоздев, Н.Е. Стариков. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2014. - 144с.Жидкие смазочные композиционные материалы, содержащие высокодисперсные наполнители, для подшипниковых узлов управляемых систем / А.Д. Бре-ки, Е.С. Васильева, О.В. Толочко, Н.Н. Сергеев, А.Е. Гвоздев, Н.Е. Стариков. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2014. - 144с.Триботехнические свойства жидких смазочных композиционных материалов, содержащих полученные методом газофазного синтеза высокодисперсные дисульфид и диселенид вольфрама / А.Д. Бре-ки, Е.С. Васильева, О.В. Толочко, Н.Н. Сергеев, А.Е. Гвоздев, Н.Е. Стариков - Тула: Изд-во ТулГУ, 2014. - 152 с.Триботехнические свойства жидких смазочных композиционных материалов, содержащих полученные методом газофазного синтеза высокодисперсные дисульфид и диселенид вольфрама / А.Д. Бре-ки, Е.С. Васильева, О.В. Толочко, Н.Н. Сергеев, А.Е. Гвоздев, Н.Е. Стариков - Тула: Изд-во ТулГУ, 2014. - 152 с.Синтез кристаллизацией сплавов композиционных материалов с наноструктурными добавками / Л.К. Болотова, И.Е. Калашников, Л.И. Кобелева, А.Г. Колмаков, В.В. Ковалевский, П.А. Витязь, В.Т. Сенють, М.Л. Хейфец // Порошковая металлургия: сб. науч. трудов: (Рецензируемое периодическое издание из перечня ВАК Беларуси). - Минск: Беларуская навука, 2014. - Вып. 37. - С.56-58.Синтез кристаллизацией сплавов композиционных материалов с наноструктурными добавками / Л.К. Болотова, И.Е. Калашников, Л.И. Кобелева, А.Г. Колмаков, В.В. Ковалевский, П.А. Витязь, В.Т. Сенють, М.Л. Хейфец // Порошковая металлургия: сб. науч. трудов: (Рецензируемое периодическое издание из перечня ВАК Беларуси). - Минск: Беларуская навука, 2014. - Вып. 37. - С.56-58.Химическая энциклопедия / под ред. И. Л. Кнунянца - М.: Советская энциклопедия.1988. - 623 с.Химическая энциклопедия / под ред. И. Л. Кнунянца - М.: Советская энциклопедия.1988. - 623 с.Борщенко В.П., Махиянов Г.Ф. Пиромеллитовый диангидрид, получение и применение. - М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1974. - 120 c.Борщенко В.П., Махиянов Г.Ф. Пиромеллитовый диангидрид, получение и применение. - М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1974. - 120 c.Якушкин М. И., Котов В. И. Справочник нефтехимика / под ред. С. К. Огородникова. - Л., 1978. - Т. 2. - С. 295-297.Якушкин М. И., Котов В. И. Справочник нефтехимика / под ред. С. К. Огородникова. - Л., 1978. - Т. 2. - С. 295-297.Гордон А., Форд Р. Спутник химика / пер. с англ. Е. Л. Розенберга, С. И. Коппель. - М.: Мир, 1976. - 544 с.Гордон А., Форд Р. Спутник химика / пер. с англ. Е. Л. Розенберга, С. И. Коппель. - М.: Мир, 1976. - 544 с.Dean J.A. Lange's handbook of chemistry. - 1999. - С. 1.278.Dean J.A. Lange's handbook of chemistry. - 1999. - С. 1.278.Гайле А.А., Залищевский Г.Д. "N-метилпирролидон". - СПб.: Химиздат, 2005. - 704 с.Гайле А.А., Залищевский Г.Д. "N-метилпирролидон". - СПб.: Химиздат, 2005. - 704 с.Энциклопедия полимеров. - Т. 1-2. - М., 1972. - С. 74.Энциклопедия полимеров. - Т. 1-2. - М., 1972. - С. 74.Методы испытаний на трение и износ / Л.И. Куксенова, В.Г. Лаптева, А.Г. Колмаков, Л.М. Рыбакова. - М.: Интермет Инжиниринг, 2001. - 152 с.Методы испытаний на трение и износ / Л.И. Куксенова, В.Г. Лаптева, А.Г. Колмаков, Л.М. Рыбакова. - М.: Интермет Инжиниринг, 2001. - 152 с.Оценка триботехнических свойств композиционных покрытий на основе полигетероарилена «ПМ-ДАДФЭ» с наполнителем из наночастиц дисульфида вольфрама при трении в среде смазочного масла / А.Д. Бреки, Ю.А. Фадин, А.Л. Диденко, В.В. Кудрявцев, Е.С. Васильева, О.В. Толочко, А.Е. Гвоздев, Д.А. Провоторов, Н.Е. Стариков, А.Н. Сергеев, Д.В. Малий // Известия Юго-Западного государственного университа. - 2015. - № 6 (63). - С. 54-60.Оценка триботехнических свойств композиционных покрытий на основе полигетероарилена «ПМ-ДАДФЭ» с наполнителем из наночастиц дисульфида вольфрама при трении в среде смазочного масла / А.Д. Бреки, Ю.А. Фадин, А.Л. Диденко, В.В. Кудрявцев, Е.С. Васильева, О.В. Толочко, А.Е. Гвоздев, Д.А. Провоторов, Н.Е. Стариков, А.Н. Сергеев, Д.В. Малий // Известия Юго-Западного государственного университа. - 2015. - № 6 (63). - С. 54-60.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.