В современном материаловедении ключевым стратегическим направлением является создание высокопрочных композиционных материалов на основе полимеров. Для решения данной задачи эффективно использование в качестве модификаторов полимерной матрицы волокнистых наполнителей, которые способствуют существенному повышению несущей способности. В работе рассматривается влияние базальтового и углеродного волокон на механические, трибологические свойства и на процессы структурообразования в сверхвысокомолекулярном полиэтилене (СВМПЭ). Концентрация волокнистых наполнителей составляла 5, 10 и 20 мас.%, они были введены в полимерную матрицу без дополнительной модификации. Установлено, что композиты с 20 мас.% углеродного волокна отличаются наибольшим повышением модуля упругости - на 66 % и снижением коэффициента трения на 65 % относительно исходного полимера. Кроме того, наблюдается снижение скорости изнашивания на 23 %. При введении углеродного и базальтового волокон в СВМПЭ зафиксировано повышение предела прочности при растяжении на 37 и 28 % соответственно. Методом ИК-спектроскопии исследованы поверхности трения композитов, установлено, что оба волокна не влияют на трибохимические процессы при изнашивании. Морфология поверхностей трения композитов свидетельствует о преимуществе углеродного волокна по сравнению с базальтовым, участии УВ в ориентационных эффектах и формировании износостойкого слоя. Разработанные материалы могут быть использованы для изготовления антифрикционных изделий, в частности для высоконагруженных опорных частей скольжения мостовых конструкций.
In contemporary material’s science, the development of high-strength composite materials derived from polymers represents a significant strategic focus. A promising method to enhance the mechanical properties of these materials involves the incorporation of fibrous fillers as modifiers within the polymer matrix, which markedly improves loadbearing capacity. This research investigates the effects of basalt and carbon fibers on the mechanical and tribological characteristics, and on the structural formation processes in ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE). The fibrous fillers were introduced into the polymer matrix without prior modification at concentrations of 5, 10, and 20 weight percent. Notably, composites containing 20 weight percent carbon fiber exhibited the most pronounced enhancement in elastic modulus, achieving an impressive increase of 66 %. Additionally, a significant reduction in the coefficient of friction was observed, with a decrease of 65 % relative to the unmodified polymer. Furthermore, the wear rate was found to decrease by 23 %. The addition of both carbon and basalt fibers into UHMWPE led to substantial improvements in tensile strength, with increases of 37 % and 28 %, respectively. Analysis of the friction surfaces of the composites through infrared spectroscopy indicated that neither type of fiber influenced the tribochemical processes during wear. The morphological examination of the friction surfaces suggested that carbon fiber possesses a comparative advantage over basalt, contributing to orientation effects and the formation of a wear-resistant layer. The materials developed in this study hold potential applications in the production of antifriction components, particularly for highly loaded sliding bearing elements in bridge structures.

В работе приведены результаты исследования биосовместимости политетрафторэтилена марки ПН-90 имплантированного в подкожно-жировое пространство лабораторных животных - крыс линии Wistar. Вживление полимера проводилось под общим наркозом в подлопаточную область. Рассмотрены гистологические срезы тканей с контрольного участка и близлежащих к имплантату. Вокруг имплантированного политетрафторэтилена наблюдается интенсивный рост новых сосудов разного калибра в сочетании с сильной пролиферацией фибробластов. Также проведены исследования на ИК-спектрометре и растровом электронном микроскопе полимерного материала до и после имплантации. По результатам исследований методом ИК-спектроскопии можно сделать вывод о том, что после имплантации химический состав полимера остается неизменным. Поверхность политетрафторэтилена после имплантации выглядит практически идентично с поверхностью исходного полимера. По полученным данным сделаны выводы о биологической совместимости политетрафторэтилена и его возможности использования в медицине в качестве основы для имплантов
This paper presents the results of biocompatibility research of PN-90 polytetrafluoroethylene implanted in the subcutaneous fat space of laboratory animals (Wistar rats). The implantation of the polymer was carried out under general anesthesia in the subscapular region. Histological sections of tissues from the control area and adjacent to the implant were investigated. Around the implanted polytetrafluoroethylene there was an intensive growth of new vessels of various calibers combined with a severe fibroblasts proliferation. The polymeric material was also investigated by means of an IR spectrometer and a scanning electron before and after implantation According to the results of IR spectroscopy the chemical composition of the polymer remains unchanged. The surface of polytetrafluoroethylene after implantation was practically identical to the surface of the initial polymer Based on the data obtained, it can be concluded that polytetrafluoroethylene is biologically compatible and can be used in medicine as a base for implants

Исследованы композиты на основе СВМПЭ и нанодисперсных шпинелей переходных металлов. Установлено, что модификация СВМПЭ активированными наполнителями приводит к повышению деформационно-прочностных и триботехнических характеристик. Показана корреляция свойств композитов с характером изменения структурной организации СВМПЭ.

In the given work perspectives of combined modification of polytetrafluorethylene (PTFE) by fluoroplastic F-4MB in a combination with nanospinel magnesium for the purpose of reception of new cold-resistant polymeric composite materials the tribotechnical appointments with improved deformation-strength characteristics for the oil and gas equipment is shown.

В данной работе приведены результаты исследований влияния сополимера тетрафторэтилена с гексафторпропиленом (Ф - 4МБ), нанодисперсных порошков шпинели магния (НН) на свойства полимерных композиционных материалов (ПКМ) на основе политетрафторэтилена (ПТФЭ), с целью получения новых износостойких и морозостойких полимерных композиционных материалов триботехнического назначения, характеризуемых улучшенным комплексом эксплуатационных свойств.

Приведены результаты исследований по разработке износостойких полимерных композиционных материалов на основе политетрафторэтилена и базальтового волокна. Исследованы физико-механические и триботехнические свойства полимерного композиционного материала на основе ПТФЭ, содержащего базальтовое волокно. Показано повышение износостойкости композитов по сравнению с фторопластовыми материалами, содержащими углеродное волокно. Разработаны перспективные полимерные композиты для повышения надежности, безопасности и эффективности эксплуатации транспортной техники и технологического оборудования нефте-, газодобывающей промышленности.

В данной работе приведены результаты исследования влияния активированного ультразвуком дисульфида молибдена с углеродными волокнами на свойства и структуру ПТФЭ. Были проведены испытания физико-механических и триботехнических свойств и исследование методом рентгеноструктурного анализа ПТФЭ и композитов. Результаты исследований показали, что композиты превосходят исходный ПТФЭ в твердости и 1100 раз в износостойкости.

В данной работе приведены результаты исследований по разработке износостойких полимерных композиционных материалов на основе политетрафторэтилена. Исследованы триботехнические характеристики полимерных композитов, полученных комплексной модификацией. Разработаны перспективные самосмазывающиеся полимерные композиты для повышения надежности, безопасности и эффективности эксплуатации транспортной техники и технологического оборудования нефте-, газодобывающей промышленности.