ИНЖЕНЕРЛІК ҚОЛДАНУ ҮШІН ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕННІҢ ТРИБОЛОГИЯЛЫҚ ЖӘНЕ МЕХАНИКАЛЫҚ ҚАСИЕТТЕРІНЕ ЭЛЕКТРОНДЫ СӘУЛЕЛЕНУДІҢ ӘСЕРІ

Зерттеу политетрафторэтиленнің (ПТФЭ) трибологиялық және механикалық қасиеттеріне электронды сәулеленудің айтарлықтай әсерін көрсетеді. Материалдың қасиеттерін өзгерту үшін жоғары жылдамдықты электрондарды қолданатын электронды сәулелену әдісі ПТФЭге оның тозуға төзімділігі мен механикалық қаттылығын жақсарту мақсатында қолданылды, бұл әсіресе тозу жағдайында қолдану үшін өте маңызды. Эксперименттер барысында ПТФЭ үлгілері әртүрлі дозаларда сәулелендіріліп, олардың тозуға төзімділігі, микроқаттылығы және сәулеленуден кейінгі бетінің кедір-бұдырлығы бағаланды. Трибологиялық сынақтардың нәтижелері сәулелену дозаларының жоғарылауымен тозуға төзімділік пен микроқаттылықтың айтарлықтай жақсарғанын көрсетті. Атап айтқанда, Сәулеленген үлгілер сәулеленбеген үлгіге қарағанда тозу көлемінің төмендеуін және бетінің жақсарғанын көрсетті. Сәулеленген үлгі (ПТФЭ-2) абразивті тозуға ең жоғары төзімділікті және бетінің қаттылығының айтарлықтай жоғарылауын көрсетті, бұл электронды сәулелену материалды тиімді нығайтады, полимер матрицасында айқаспалы байланыс пен басқа құрылымдық өзгерістерді тудырады.Сонымен қатар, зерттеу бетінің кедірбұдырының өзгеруін атап өтті: Сәулеленген үлгілер тозуға төзімділікті жақсартуға ықпал ететін кедір-бұдыр параметрлерін өзгертті. Бұл өзгерістер полимердің беткі және жер асты аймақтарын өзгертетін электронды сәуленің әсерінен болатын физика-химиялық түрлендірулермен түсіндіріледі. Бұл зерттеу электронды сәулелену ПТФЭ механикалық және трибологиялық қасиеттерін жақсартудың тиімді әдісі екенін растайды, бұл оны жоғары беріктік пен экстремалды жағдайларға төзімділік қажет болатын жоғары технологиялық инженерлік қосымшаларға қолайлы етеді. Нәтижелер ПТФЭ-ді жоғары өнімділікті қажет ететін секторларда қолданудың жаңа перспективаларын ашады, оны дәстүрлі салалардан тыс кеңейтеді.

1. Mukhtar N.Z.F. A Study on Commercial Polytetrafluoroethylene as a High Potential Polymer / N.Z.F. Mukhtar, M. Rusop, S. Abdullah // Advanced Materials Research. – 2014. – Vol. 832. – P. 543-546.

2. Kameda T. Polytetrafluoroethylene (PTFE): A resin material for possible use in dental prostheses and devices / T. Kameda, K. Ohkuma, S. Oka // Dental Materials Journal. – 2019. – Vol. 38, № 1. – P. 136-142.

3. Jones M. PTFE plain bearings / M. Jones // Industrial Lubrication and Tribology. – 1996. – Vol. 48, № 6. – P. 10-12. https://doi.org/10.1108/EUM0000000004131.

4. Chemical structure and physical properties of radiation-induced crosslinking of polytetrafluoroethylene / A. Oshima et al // Radiation Physics and Chemistry. – 2001. – Vol. 62, № 1. – P. 39-45.

5. Blanchet T.A. Wear resistant irradiated FEP/unirradiated PTFE composites / T.A. Blanchet, Y.L. Peng // Wear. – 1998. – Vol. 214, № 2. – P. 186-191.

6. Oshima A. Application of radiation-crosslinked polytetrafluoroethylene to fiber-reinforced composite materials / A. Oshima, A. Udagawa, Y. Morita // Radiation Physics and Chemistry. – 2001. – Vol. 60, № 4-5. – P. 467-471.

7. Tribological properties of radiation cross-linked polytetrafluoroethylene sheets / Z. Tang et al // Wear. – 2010. – Vol. 269, № 5-6. – P. 485-490.

8. Lappan U. Electron beam irradiation of polytetrafluoroethylene in vacuum at elevated temperature: an infrared spectroscopic study / U. Lappan, U. Geißler, K. Lunkwitz // Journal of Applied Polymer Science. – 1999. – Vol. 74, № 6. – P. 1571-1576.

9. Dhanumalayan E. Performance properties and applications of polytetrafluoroethylene (PTFE)— a review / E. Dhanumalayan, G.M. Joshi // Advanced Composites and Hybrid Materials. – 2018. – Vol. 1. – P. 247-268.

10. Puts G.J. Polytetrafluoroethylene: synthesis and characterization of the original extreme polymer / G.J. Puts, P. Crouse, B.M. Ameduri // Chemical Reviews. – 2019. – Vol. 119, № 3. – P. 1763-1805.

11. Perfluoropolyether–tetrafluoroethylene (PFPE–TFE) block copolymers: An innovative family of fluorinated materials / M. Avataneo et al // Journal of Fluorine Chemistry. – 2011. – Vol. 132, № 11. – P. 885-891.

12. Teng H. Overview of the development of the fluoropolymer industry / H. Teng // Applied Sciences. – 2012. – Vol. 2, № 2. – P. 496-512.

13. High temperature ion beam erosion of polytetrafluoroethylene / М. Adami et al // Thin Solid Films. – 2004. – Vol. 459, № 1-2. – P. 318-322.

14. Pinkerton D.M. Polytetrafluoroethylene: Effects of γ‐radiation on fine structure / D.M. Pinkerton, K.R.L. Thompson // Journal of Polymer Science Part A‐2: Polymer Physics. – 1972. – Vol. 10, № 3. – P. 473-488.

15. Improved thermal stability of crosslinked PTFE using fluorine gas treatment / J.H. Kim et al // Journal of Fluorine Chemistry. – 2008. – Vol. 129, № 7. – P. 654-657.

16. Plasma immersion ion implantation of poly (tetrafluoroethylene) / T.L. Schiller et al // Surface and Coatings Technology. – 2004. – Vol. 177. – P. 483-488.

17. Effects of the fraction of PTFE and film thickness on wear and friction in an ePTFE and epoxy composite solid lubricant coating / N.L. McCook et al // World Tribology Congress. – 2005. – Vol. 42029. – P. 929-930.

18. Wear properties of PTFE polymer coated carbon steel using atmospheric and RF low pressure plasma / H.V. Ozkavak et al // IEEE International Conference on Plasma Science (ICOPS). – 2013. – P. 1-1.

19. Formation of protective composite coatings with the use of SPTFE suspensions / K.V. Nadaraia et al // AIP Conference Proceedings. – 2017. – Vol. 1874.

20. Huang C.Y. The effect of interface modification between POM and PTFE on the properties of POM/PTFE composites / C.Y. Huang, C.I. Tseng // Journal of Applied Polymer Science. – 2000. – Vol. 78, № 4. – P. 800-807.

21. Markova, M.A. Development of wear-resistant materials based on polytetrafluoroethylene and carbon fibers of UVIS-AK-P brand / M.A. Markova, P.N. Petrova // In Materials Science Forum. – 2019. – Vol. 945. – Р. 327-332.

22. Gangal S.V. Perfluorinated polymers. / S.V. Gangal // Kirk‐Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. – 2000.

23. Manufacturing technology of composite materials—principles of modification of polymer composite materials technology based on polytetrafluoroethylene / А. Panda et al // Materials. – 2017. – № 10(4). – Р. 377.

24. Puts G.J. Polytetrafluoroethylene: synthesis and characterization of the original extreme polymer / G.J. Puts, P. Crouse, B.M. Ameduri // Chemical reviews. – 2019. – № 119(3). – Р. 1763- 1805.

25. Comparative Study on the Frequency and Wear of Thermoplastic Polymeric Materials Based on PTFE / I.C. Petre et al // Mater. – 2021. – Plast 58(2).

26. Khan M.S. PTFE-based rubber composites for tribological applications / M.S. Khan, G. Heinrich // Advanced Rubber Composites. – 2011. – Р. 249-310.

27. The effect of irradiation on mechanical and thermal properties of selected types of polymers / D. Manas et al // Polymers. –2018. – № 10(2). – Р. 158.

28. Effects of Electron Beam Irradiation on Mechanical and Tribological Properties of PEEK / B. Kurbanova et al // Polymers. – 2023. – № 15(6). – Р. 1340.

29. Novel organic material induced by electron beam irradiation for medical application / А. Barylski et al // Polymers. – 2020. – № 12(2). – Р. 306.

30. Nakamura S. Influence of electron beam irradiation on the mechanical and thermal properties of polypropylene/polyamide6 blends / S. Nakamura, K. Tokumitsu, T. Yamaguchi // Journal of Applied Polymer Science. – 2013. – № 130(6). – Р. 4318-4326.

31. The effect of high-energy ionizing radiation on the mechanical properties of a melamine resin, phenol-formaldehyde resin, and nitrile rubber blend / I. Kopal et al // Materials. – 2018. – № 11(12). – Р. 2405.

32. Effects of electron beam irradiation on mechanical properties and nanostructural–morphology of montmorillonite added polyvinyl alcohol composite / S.T. Bee et al // Composites Part B: Engineering. – 2014. – № 63. – Р. 141-153.

33. Electron beam induced surface modifications of PET film / A.A. El-Saftawy et al // Radiation Physics and Chemistry. – 2014. – № 102. – Р. 96-102.

34. Study of structural, surface energies, and tribomechanical properties of thermoplastics irradiated by electron beam / B. Rakhadilov et al // Materials Research Express. – 2024. – № 11(8). – Р. 085307.

35. Effect of electron irradiation on mechanical, tribological and thermal properties of polytetrafluoroethylene / K.D. Ormanbekov et al // Eurasian Journal of Physics and Functional Materials. – 2023. – № 7(4). – Р. 221-231.

36. Influence of the gamma irradiation dose on tribological property of polytetrafluoroethylene / L. Chai et al // Tribology International. – 2020. – Т. 144. – С. 106094.

37. Abdou S.M. Characterization of structural modifications in poly-tetra-fluoroethylene induced by electron beam irradiation / S.M. Abdou, R.I. Mohamed // Journal of Physics and Chemistry of Solids. – 2002. – Т. 63, № 3. – Р. 393-398.

38. Mechano-chemical properties of electron beam irradiated polyetheretherketone / N. Almas et al // Polymers. – 2022. – Т. 14, № 15. – Р. 3067.

39. The impact of non-vacuum electron beam treatment on the structure and properties of ultra-high molecular weight polyethylene / Z.B. Sagdoldina et al // Bulletin of the Karaganda University «Physics Series» – 2020. – Т. 97, № 1. – Р. 35-41.

40. Mechanical properties and the evolution of matrix molecules in PTFE upon irradiation with MeV alpha particles / G.L. Fisher et al // Applied Surface Science. – 2006. – Т. 253, № 3. – Р. 1330-1342.

41. Comparative study on microstructure, mechanical, and tribological property of gamma‐irradiated polytetrafluoroethylene, polyetheretherketone, and polyimide polymers / L. Chai et al // Surface and Interface Analysis. – 2022. – № 54(1). – Р. 13-24.

42. Effect of electron beam treatment in air on surface properties of ultra-high-molecular-weight polyethylene / I.Y. Grubova et al // Journal of Medical and Biological Engineering. – 2016. – Т. 36. – Р. 440-448.

43. McRae M.A. Infrared spectroscopic studies on polyethylene, 4. The examination of drawn specimens of varying stress crack resistance / M.A. McRae, W.F. Maddams // Die Makromolekulare Chemie: Macromolecular Chemistry and Physics. – 1976. – Т. 177, № 2. – Р. 473-484.