Vulcanized rubbers of low friction characteristic

• Autorzy: Bieliński D.

Warianty tytułu

PL

Wulkanizaty odznaczające się niskim tarciem

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Application of rubber as engineering material is to some extent limited because of its high coefficient of friction and considerable abrasive wear. Lubrication of a friction pair is very often difficult, forbidden or not effective under unstable, dynamic conditions - during the beginning or the end of motion. The problem can be solved using low friction coatings containing solid lubricants, practically eliminating deformations of the surface layers of rubber. To assure good adhesion of coatings to rubber substrates, the following means modifying coating-substrate interactions have been applied: solvent swelling the rubber - toluene, solvent swelling the rubber and prone to polymerisation - styrene, as well as polymer solution or suspension solution or latex of chloroprene rubber exhibiting good adhesion to most of the modified materials. Influence of the coating composition and technology on tribological properties of rubber has been studied. Low coefficient of friction has been obtained due to the transfer of friction force to sliding layer of solid lubricant. Content of the solid lubricant (graphite, MoS2, PTFE powder) was found to determine the morphology of coating. Good tribological properties were observed when particles of the lubricant were bonded with a thin layer of elastomer, worse when their small amount was dispersed in the elastic matrix or when there were too many of them - marking particles agglomerated. Morphology of the coating can be rheologically controlled (viscosity of composition). Due to this modification it is possible to highly reduce wear and lower the coefficient of friction even by one order of magnitude. Elaborated compositions, technology of their preparation and the way of application to rubber elements are subject to the Polish Patent Declaration P-337376.

PL

Zastosowanie gumy jako materiału konstrukcyjnego ograniczają do pewnego stopnia duży współczynnik tarcia i znaczne zużycie ścierne materiału. Smarowanie pary ciernej, w której skład wchodzi element wykonany z gumy, sprawia bardzo często trudności, jest zabronione lub nieefektywne w niestabilnych, dynamicznych warunkach pracy, towarzyszących rozbiegowi bądź wybiegowi maszyny. Problem można rozwiązać stosując niskocierne powłoki, które praktycznie eliminują odkształcenia zachodzące w warstwie wierzchniej gumy. Aby zapewnić dobrą adhezję do podłoża gumowego, zastosowano następujące środki modyfikujące oddziaływanie powłoki z podłożem: rozpuszczalnik spęczniający gumę (toluen) rozpuszczalnik spęczniający gumę i zdolny do polimeryzacji (styren), jak również roztwór lub dyspersję polimeru (roztwór lub lateks kauczuku chloroprenowego), który odznacza się dobrą adhezją do większości materiałów poddanych modyfikacji. Badano wpływ składu i technologii sporządzania powłok na właściwości tribologiczne pokrywanej mini gumy. Niski współczynnik tarcia uzyskano dzięki przeniesieniu siły tarcia z warstwy wierzchniej gumy na powierzchnie poślizgu stałego środka smarnego zawartego w powłoce. Zauważono, że ilość smaru stałego (grafit, MoS2, proszek PTFE) determinuje morfologię powłoki. Dobre właściwości tribologiczne uzyskano wtedy, gdy cząstki smaru stałego były posklejane ze sobą poprzez cienką warstwę elastomeru, a gorsze, kiedy mała ich ilość była rozproszona w matrycy elastycznej bądź było ich za dużo, co prowadziło do aglomeracji. Morfologię powłoki daje się zmieniać w drodze odpowiedniego doboru lepkości nanoszonej kompozycji. Dzięki zastosowaniu opisanego sposobu modyfikacji można znacznie zredukować wielkość zużycia ściernego oraz obniżyć współczynnik tarcia gumy, nawet o rząd wielkości. Opracowane składy, technologia sporządzania oraz sposób nakładania niskociernych powłok na wyroby gumowe stanowią przedmiot polskiego zastrzeżenia patentowego P-337376.

Słowa kluczowe

EN

vulcanized rubbers; friction; coating; lubricant; solid lubricant; morphology of coating; tribological properties

PL

wulkanizaty; tarcie; powłoka; smar; smar stały; morfologia powłoki; właściwości tribologiczne

• Wydawca: Wydawnictwo Uniwersytetu Śląskiego
• Czasopismo: Archiwum Nauki o Materiałach
• Rocznik: 2001
• Tom: T. 22, nr 4
• Strony: 241--260
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Bieliński D.

• Technical University of Łódź, ul. Stefanowskiego 12/16, 90-924 Łódź

Bibliografia

• [1] D. Bieliński, K. J. Janczak, T. Janczak, L. Ślusarski, Exploitation Problems of Machines, 4, 383 (1993).
• [2] D. F. Moore, The Friction and Lubrication of Elastomers. Ch. 2. Pergamon Press, Oxford-New York-Toronto-Sydney-Braunschweig 1972.
• [3] A. D. Roberts, Rubber Chem. Technol., 65, 673 (1992).
• [4] D. Bieliński, L. Ślusarski, J-P. Chapel, G. Boiteux, W. Parasiewicz, Proc of the 38th World Polymer Congress lUPAC-Macro, Warsaw, My 2000, p. 1175.
• [5] E. T. Dutkiewicz, Fizykochemia powierzchni. WNT, Warszawa 1998, p. 88.
• [6] D. Bieliński, L. Ślusarski, M. Hartshore, S. Affrossman, R. A. Pethrick J. Appl. Polym. Sci., 56, 853 (1995).
• [7] D. Bieliński, L. Ślusarski, A. Włochowicz, A. Douillard, Composite Interf. 5, 155 (1997).
• [8] D. Bieliński, L. Ślusarski, S. O'Neil, S. Affrossman, R. A. Pethrick, J. Appl. Polym. Sci., 64, 1927 (1997).
• [9] D. Bieliński, K. J. Janczak, L. Ślusarski, A. Loden, Wear, 169, 257 (1993).
• [10] J. H. Chen, E. Ruckenstein, J. Appl Polym. Sci., 45, 377 (1992).
• [11] D. Bieliński, L. Ślusarski, VTT Symposium Series, 180, 278 (1998).
• [12] D. Bieliński, L. Ślusarski, Proc. of the VIIIth Int. Conference on Tribology "NORD7 RIB'98", Ebeltoft (Denmark), June 1998, vol. 2, p. 819.
• [13] D. Bieliński D., M. Uni szewski, Proc. of the VIIth Int. Symposium on Trihology "Slovtrib'99", Stara Lesna (Slovakia), April 1999, p. 393.
• [14] D. Bieliński, L. Ślusarski, Proc. of the IInd COST Tribology Symposium, Antwerp (Belgium), May 1999, p. 131.
• [15] A. F. M. Barton, Solubility and Other Cohesion Parameters of Polymer s. CRC Press Boca Raton (Florida) 1985.
• [16] D. Bieliński, L. Ślusarski, P. Głąb, The way to improve tribological properties o) elastomers and rubber. Polish Patent Declaration P-337 376 (January 3, 2000).