Технология получения и демпфирующие свойства аэрированных полимерных покрытий

Разработан и исследован процесс получения аэрированных (наполненных пузырьками воздуха) полимерных покрытий методом газопламенного напыления с оценкой их способности к демпфированию колебаний. Используя возможности конструкции полимерного термораспылителя модели ОИМ 050, заключающиеся в обеспечении подачи спутного воздушного потока между факелом пламени и струей порошкового материала, разработана технология управляемого формирования аэрированных полимерных покрытий. Эксперименты выполнялись с такими термопластичными полимерами, как полиэтилентерефталат, полиэтилен высокого давления, сверхвысокомолекулярный полиэтилен, полиамид. Установлено, что коэффициент аэрирования растет практически прямо пропорционально с увеличением количества воздуха в спутном потоке у всех исследуемых полимерных покрытий. Отмечено, что на процесс аэрирования оказывают влияние реологические свойства жидких полимеров, а точнее, величина показателя текучести расплава полимера. Определены предельные значения воздуха в спутном потоке, которые позволяют не снижать значения адгезии полимерных покрытий со стальными подложками менее 6 МПа и не уменьшать их твердость более чем на 25–30 %. Исследования демпфирующих свойств образцов с полимерными покрытиями осуществляли на стенде, кинематическая схема которого основана на нагружении свободного конца консольно закрепленного образца, резком снятии нагрузки и регистрации свободных затухающих колебаний бесконтактным датчиком индукционного типа, связанным с компьютером. Показано, что использование аэрирования при формировании шумопоглощающих покрытий на стальных образцах позволяет увеличить их логарифмический декремент затухания на 18–26 %.

1. Нашиф, А. Демпфирование колебаний / А. Нашиф, Д. Джоунс, Дж. Хендерсон. М.: Мир, 1988. 488 с.

2. Chung, D. D. L. Review. Materials for Vibration Damping / D. D. L. Chung // Journal of Materials Science. 2001. Vol. 36. P. 5733–5737. https://doi.org/10.1023/A:1012999616049

3. Соломатов, В. И. Вибропоглощающие композиционные материалы / В. И. Соломатов, В. Д. Черкасов, Н. Е. Фомин. Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2001. 96 с.

4. Берлин, А. А. Современные полимерные композиционные материалы (ПКМ) / А. А. Берлин // Соросовский образовательный журнал. 1995. № 1. С. 57–65.

5. Бартенев, Г. М. Релаксационные свойства полимеров / Г. М. Бартенев, А. Г. Бартенева. М.: Химия, 1992. 384 с.

6. Евстафьев, В. А. Демпфирование колебаний стержневых систем вибропоглощающими покрытиями / В. А. Евстафьев. СПб.: Балт. гос. техн. ун-т, 2011. 28 с.

7. Чернышев, В. М. Демпфирование колебаний механических систем покрытиями из полимерных материалов / В. М. Чернышев. М.: Наука, 2004. 288 с.

8. Ганбаров, А. Б. Обоснование и разработка вибродемпфирующего покрытия с упруго-волокнистой структурой. Воронеж: ВГЛА, 2004. 130 c.

9. Платонов, М. М. Акустические полимерные материалы нового поколения / М. М. Платонов, Е. М. Шульдешев, Т. А. Нестерова // Труды ВИАМ. 2016. № 4. С. 76–84.

10. Эксплуатационные свойства пористых изделий из эластомеров [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://niirp.com/articles/proizvodstvo_poristyh_izdelij_iz_elastomerov/ekspluatacionnye_svojstva_poristyh_izdelij_iz_elastomerov/. Дата доступа 24.02.2021.

11. Whelan, Т. Polymer Technology Dictionary / Т. Whelan. First ed. Chapman and Hall. London, 1994. 561 p. https://doi.org/10.1007/978-94-011-1292-5

12. Белоцерковский, М. А. Анализ конструкций распылителей для напыления композиционных полимерных порошковых покрытий / М. А. Белоцерковский, И. В. Макаревич // Технология – оборудование – инструмент – качество: тезисы докл. 32-й Междунар. науч.-техн. конф., Минск, БНТУ, 7–8 апр. 2016 г. / редкол. В. К. Шелег [и др.]. Минск: Бизнессофт, 2016. С. 25–26.

13. Свойства газопламенных полимерных покрытий, полученных с использованием различных горючих смесей / М. А. Белоцерковский [и др.] // Механика машин, механизмов и материалов. 2015. № 1. С. 25–29.

14. Упругодиссипативные характеристики газопламенных покрытий / В. М. Рудько [и др.] // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия В. Прикладные науки. Промышленность. 2006. № 12. С. 71–76.