DOI: https://doi.org/10.32515/2664-262X.2025.11(42).260-267
Обґрунтування складу полімерно-композитного матеріалу конструкційного призначення для трибоспряжень сільськогосподарської техніки
Про авторів
Деркач Олексій Дмитрович, доцент, кандидат технічних наук, завідувач кафедри експлуатації машинно-тракторного парку, Дніпровський державний аграрно-економічний університет, м. Дніпро, Україна, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5537-8022, e-mail: addsau@gmail.com
Макаренко Дмитро Олександрович, доцент, кандидат технічних наук, доцент кафедри експлуатації машинно-тракторного парку, Дніпровський державний аграрно-економічний університет, м. Дніпро, Україна, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3166-6249, e-mail: flymakd@gmail.com
Муранов Євген Сергійович, асистент кафедри експлуатації машинно-тракторного парку, Дніпровський державний аграрно-економічний університет, м. Дніпро, Україна, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9148-217X, e-mail: muranov.ye.s@dsau.dp.ua
Сукачов Валерій Вікторович, завідувач навчально-наукової лабораторії кафедри експлуатації машинно-тракторного парку, Дніпровський державний аграрно-економічний університет, м. Дніпро, Україна, ORCID: https://orcid.org/0009-0000-1524-3222, e-mail: sukachov.v.v@gmail.com
Береза Олена Юріївна, професорка, докторка фізико-математичних наук, професорка кафедра вищої математики, фізики та загальноінженерних дисциплін, Дніпровський державний аграрно-економічний університет, м. Дніпро, Україна, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9848-9737, e-mail: bereza.o.yu@dsau.dp.ua
Анотація
Наведено результати лабораторних досліджень щодо впливу вмісту вуглецевого волокна, в матриці поліаміду 6, на фізико-механічні характеристики полімерно-композитного матеріалу. Встановлено, що оптимальне значення вказаного наповнювача становить 20 мас. %, що забезпечує помірні характеристики полімерно-композитного матеріалу у поєднанні з незначною вартістю. Визначено вплив введення мастила ПМС-400 до композитного матеріалу на його межу текучості, ударну в’язкість та вологопоглинання.
Ключові слова
полімерно-композитний матеріал, вуглецеві волокна, міцнісні характеристики, ударна в’язкість, зносостійкість.
Повний текст:
PDF
Посилання
1. Fengxia, D., Guoliang, Н., Fengxiang C. et al. (2016). The lubricity and reinforcement of carbon fibers in polyimide at high temperatures. Tribology International, 101, 291-300.
2. Kobets, A.S., Derkach, O.D., Chyhvintseva, O.P. et al. (2022). Application of polymer composites in the agricultural industry. Dnipro: Zhurfond [in Ukrainian]
3. Kabat, O., Sytar, V., Sukhyy, K. (2018). Antifrictional polymer composites based on aromatic polyamide and carbon black. Chemistry & chemical technology, Vol. 12, 3, 326-330. https://doi.org/10.23939/chcht12.03.326
4. Aulin, V.V., Hrynkiv, A.V., Lysenko, S.V., Livitskyi, O.M. & Babii A.V. (2022). Regularities of the influence of high-modulus fillers on the distribution of stress fields in the surface layers of machine parts made of polymer composite materials. Tsentralnoukrainskyi naukovyi visnyk. Tekhnichni nauky, 5(36) І, 55-70 [in Ukrainian].
5. Holotenko, S.M. (2005). The influence of the complex action of heterogeneously dispersed fillers and external force fields on the performance characteristics of epoxy composites. Visnyk TDTU, 10 (2), 35-39 [in Ukrainian].
6. Pidkovynska, U.V., Savchenko, V.O. (2024). The influence of fillers on the structure and properties of the polymer matrix. Novi materialy i tekhnolohii v metalurhii ta mashynobuduvanni, 1, 24-30. DOI 10.15588/1607-6885-2024-1-4 [in Ukrainian].
7. Kabat, O. S., Dusheyko, M.V. (2017). Polymer composite materials of special purpose based on fluoroplastics. Tekhnolohichni systemy, 4(81), 63-67. https://doi.org/10.29010/081.8 [in Ukrainian].
8. Wang, A.H., Xia, J., Yang, Z.X., Xiong, D.H. (2019). A novel assembly of MoS2-PTFE solid lubricants into wear-resistant micro-hole array template and corresponding tribological performance. Optics & Laser Technology, 116, 171-179. https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2019.03.033
9. Bratychak, M.M., Krasinskyi, V.V., Chopyk, N.V., Zemke, V.M. (2022). Thermomechanical properties of polyamide-6-based compositions obtained from solution. Chemistry, Technology and Application of Substances, 5 (1), 193-198. https://doi.org/10.23939/ctas2022.01.193 [in Ukrainian].
10. Lazarenko, O.A., Vovchenko, L.L., Ovsiienko, I.V. & Matsui, L.Iu. (2018). Nanocarbon-metal polymer composites: structure and electrical properties. Vinnytsia: TOV «Tvory» [in Ukrainian].
11. Fakoori, E, Karami, H. (2018). Preparation and characterization of ZnO-PP nanocomposite fibers and non-woven fabrics. The Journal of The Textile Institute, 109 (9), 1152-1158.
12. Naumenko, M.M., Makarenko, D.O., Huridova, V.O., Krutous, D.I. (2021). Mathematical model of the interaction of the seeding complex coulter with the soil under difficult operating conditions. Matematychne modeliuvannia, 1 (44), 55-61. https://doi.org/10.31319/2519-8106.1(44)2021.235926 [in Ukrainian].
13. Makarenko, D.O., Derkach, O.D., Hrynkiv, A.V. et al. (2022). Development of composite elements for maintenance-free moving joints of machines and mechanisms. Dnipro: Zhurfond [in Ukrainian].
Пристатейна бібліографія
1. Fengxia, D., Guoliang Н., Fengxiang C. and oth. The lubricity and reinforcement of carbon fibers in polyimide at high temperatures. Tribology International. 2016. Vol 101. P. 291-300.
2. Застосування полімерних композитів в АПК: монографія / А. С. Кобець та ін. Дніпро: Журфонд, 2022. 356 с.
3. Kabat O. S., Sytar V. I, Sukhyy K. M. Antifrictional polymer composites based on aromatic polyamide and carbon black. Chemistry & chemical technology. 2018. Vol. 12, № 3. P. 326-330. https://doi.org/10.23939/chcht12.03.326.
4. Аулін В. В., Гриньків А. В., Лисенко С. В., Лівіцький О. М., Бабій А. В. Закономірності впливу високомодульних наповнювачів на розподіл полів напружень в поверхневих шарах деталей машин, виготовлених з полімерних композитних матеріалів. Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки. 2022. Вип. 5(36)_І. С. 55-70.
5. Голотенко С. М. Вплив комплексної дії різнодисперсних наповнювачів та зовнішніх силових полів на експлуатаційні характеристики епоксикомпозитів. Вісник ТДТУ. 2005. № 2, т. 10. С. 35-39.
6. Підковинська У. В., Савченко В. О. Вплив наповнювачів на структуру та властивості полімерної матриці. Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні. 2024. № 1. С. 24-30. https://doi.org/10.15588/1607-6885-2024-1-4.
7. Кабат О.С., Душейко М.В. Полімерні композиційні матеріали спеціального призначення на основі фторопласту. Технологічні системи. 2017. №81/4. С. 63-67. dx.doi.org/10.29010/081.8.
8. Wang A. H., Xia J., Yang Z. X., Xiong D.H. A novel assembly of MoS2-PTFE solid lubricants into wear-resistant micro-hole array template and corresponding tribological performance. Optics & Laser Technology. 2019. Vol. 116. Р.171-179. https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2019.03.033.
9. Братичак М. М., Красінський В. В., Чопик Н. В., Земке В. М. Термомеханічні властивості композицій на основі поліаміду-6, одержаних з розчину. Chemistry, Technology and Application of Substances. 2022. № 1, т. 5. С. 193-198. https://doi.org/10.23939/ctas2022.01.193
10. Полімерні композити нановуглець – метал: структура і електричні властивості: наук. монографія / Лазаренко О. А., Вовченко Л. Л., Овсієнко І. В., Мацуй Л. Ю. Вінниця : ТВОРИ, 2018. 200 c.
11. Fakoori E, Karami H. Preparation and characterization of ZnO-PP nanocomposite fibers and non-woven fabrics. The Journal of The Textile Institute. 2018; Vol. 109, № 9. P. 1152-1158. https://doi.org/10.1080/00405000.2017.1417681.
12. Науменко М. М., Макаренко Д. О., Гурідова В. О., Крутоус Д. І. Математична модель взаємодії сошника посівного комплексу з ґрунтом за ускладнених умов його експлуатації. Математичне моделювання. 2021. № 1 (44). С. 55-61. https://doi.org/10.31319/2519-8106.1(44)2021.235926.
13. Розробка композитних елементів необслуговуємих рухомих з'єднань машин і механізмів: монографія / Д. О. Макаренко та ін. Дніпро: Журфонд, 2022. 148 с.
Copyright (c) 2025 О. Д. Деркач, Д. О. Макаренко, Є. С. Муранов, В. В. Сукачов, О. Ю. Береза
v
Обґрунтування складу полімерно-композитного матеріалу конструкційного призначення для трибоспряжень сільськогосподарської техніки
Про авторів
Деркач Олексій Дмитрович, доцент, кандидат технічних наук, завідувач кафедри експлуатації машинно-тракторного парку, Дніпровський державний аграрно-економічний університет, м. Дніпро, Україна, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5537-8022, e-mail: addsau@gmail.com
Макаренко Дмитро Олександрович, доцент, кандидат технічних наук, доцент кафедри експлуатації машинно-тракторного парку, Дніпровський державний аграрно-економічний університет, м. Дніпро, Україна, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3166-6249, e-mail: flymakd@gmail.com
Муранов Євген Сергійович, асистент кафедри експлуатації машинно-тракторного парку, Дніпровський державний аграрно-економічний університет, м. Дніпро, Україна, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9148-217X, e-mail: muranov.ye.s@dsau.dp.ua
Сукачов Валерій Вікторович, завідувач навчально-наукової лабораторії кафедри експлуатації машинно-тракторного парку, Дніпровський державний аграрно-економічний університет, м. Дніпро, Україна, ORCID: https://orcid.org/0009-0000-1524-3222, e-mail: sukachov.v.v@gmail.com
Береза Олена Юріївна, професорка, докторка фізико-математичних наук, професорка кафедра вищої математики, фізики та загальноінженерних дисциплін, Дніпровський державний аграрно-економічний університет, м. Дніпро, Україна, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9848-9737, e-mail: bereza.o.yu@dsau.dp.ua
Анотація
Ключові слова
Повний текст:
PDFПосилання
1. Fengxia, D., Guoliang, Н., Fengxiang C. et al. (2016). The lubricity and reinforcement of carbon fibers in polyimide at high temperatures. Tribology International, 101, 291-300.
2. Kobets, A.S., Derkach, O.D., Chyhvintseva, O.P. et al. (2022). Application of polymer composites in the agricultural industry. Dnipro: Zhurfond [in Ukrainian]
3. Kabat, O., Sytar, V., Sukhyy, K. (2018). Antifrictional polymer composites based on aromatic polyamide and carbon black. Chemistry & chemical technology, Vol. 12, 3, 326-330. https://doi.org/10.23939/chcht12.03.326
4. Aulin, V.V., Hrynkiv, A.V., Lysenko, S.V., Livitskyi, O.M. & Babii A.V. (2022). Regularities of the influence of high-modulus fillers on the distribution of stress fields in the surface layers of machine parts made of polymer composite materials. Tsentralnoukrainskyi naukovyi visnyk. Tekhnichni nauky, 5(36) І, 55-70 [in Ukrainian].
5. Holotenko, S.M. (2005). The influence of the complex action of heterogeneously dispersed fillers and external force fields on the performance characteristics of epoxy composites. Visnyk TDTU, 10 (2), 35-39 [in Ukrainian].
6. Pidkovynska, U.V., Savchenko, V.O. (2024). The influence of fillers on the structure and properties of the polymer matrix. Novi materialy i tekhnolohii v metalurhii ta mashynobuduvanni, 1, 24-30. DOI 10.15588/1607-6885-2024-1-4 [in Ukrainian].
7. Kabat, O. S., Dusheyko, M.V. (2017). Polymer composite materials of special purpose based on fluoroplastics. Tekhnolohichni systemy, 4(81), 63-67. https://doi.org/10.29010/081.8 [in Ukrainian].
8. Wang, A.H., Xia, J., Yang, Z.X., Xiong, D.H. (2019). A novel assembly of MoS2-PTFE solid lubricants into wear-resistant micro-hole array template and corresponding tribological performance. Optics & Laser Technology, 116, 171-179. https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2019.03.033
9. Bratychak, M.M., Krasinskyi, V.V., Chopyk, N.V., Zemke, V.M. (2022). Thermomechanical properties of polyamide-6-based compositions obtained from solution. Chemistry, Technology and Application of Substances, 5 (1), 193-198. https://doi.org/10.23939/ctas2022.01.193 [in Ukrainian].
10. Lazarenko, O.A., Vovchenko, L.L., Ovsiienko, I.V. & Matsui, L.Iu. (2018). Nanocarbon-metal polymer composites: structure and electrical properties. Vinnytsia: TOV «Tvory» [in Ukrainian].
11. Fakoori, E, Karami, H. (2018). Preparation and characterization of ZnO-PP nanocomposite fibers and non-woven fabrics. The Journal of The Textile Institute, 109 (9), 1152-1158.
12. Naumenko, M.M., Makarenko, D.O., Huridova, V.O., Krutous, D.I. (2021). Mathematical model of the interaction of the seeding complex coulter with the soil under difficult operating conditions. Matematychne modeliuvannia, 1 (44), 55-61. https://doi.org/10.31319/2519-8106.1(44)2021.235926 [in Ukrainian].
13. Makarenko, D.O., Derkach, O.D., Hrynkiv, A.V. et al. (2022). Development of composite elements for maintenance-free moving joints of machines and mechanisms. Dnipro: Zhurfond [in Ukrainian].
Пристатейна бібліографія
1. Fengxia, D., Guoliang Н., Fengxiang C. and oth. The lubricity and reinforcement of carbon fibers in polyimide at high temperatures. Tribology International. 2016. Vol 101. P. 291-300.
2. Застосування полімерних композитів в АПК: монографія / А. С. Кобець та ін. Дніпро: Журфонд, 2022. 356 с.
3. Kabat O. S., Sytar V. I, Sukhyy K. M. Antifrictional polymer composites based on aromatic polyamide and carbon black. Chemistry & chemical technology. 2018. Vol. 12, № 3. P. 326-330. https://doi.org/10.23939/chcht12.03.326.
4. Аулін В. В., Гриньків А. В., Лисенко С. В., Лівіцький О. М., Бабій А. В. Закономірності впливу високомодульних наповнювачів на розподіл полів напружень в поверхневих шарах деталей машин, виготовлених з полімерних композитних матеріалів. Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки. 2022. Вип. 5(36)_І. С. 55-70.
5. Голотенко С. М. Вплив комплексної дії різнодисперсних наповнювачів та зовнішніх силових полів на експлуатаційні характеристики епоксикомпозитів. Вісник ТДТУ. 2005. № 2, т. 10. С. 35-39.
6. Підковинська У. В., Савченко В. О. Вплив наповнювачів на структуру та властивості полімерної матриці. Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні. 2024. № 1. С. 24-30. https://doi.org/10.15588/1607-6885-2024-1-4.
7. Кабат О.С., Душейко М.В. Полімерні композиційні матеріали спеціального призначення на основі фторопласту. Технологічні системи. 2017. №81/4. С. 63-67. dx.doi.org/10.29010/081.8.
8. Wang A. H., Xia J., Yang Z. X., Xiong D.H. A novel assembly of MoS2-PTFE solid lubricants into wear-resistant micro-hole array template and corresponding tribological performance. Optics & Laser Technology. 2019. Vol. 116. Р.171-179. https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2019.03.033.
9. Братичак М. М., Красінський В. В., Чопик Н. В., Земке В. М. Термомеханічні властивості композицій на основі поліаміду-6, одержаних з розчину. Chemistry, Technology and Application of Substances. 2022. № 1, т. 5. С. 193-198. https://doi.org/10.23939/ctas2022.01.193
10. Полімерні композити нановуглець – метал: структура і електричні властивості: наук. монографія / Лазаренко О. А., Вовченко Л. Л., Овсієнко І. В., Мацуй Л. Ю. Вінниця : ТВОРИ, 2018. 200 c.
11. Fakoori E, Karami H. Preparation and characterization of ZnO-PP nanocomposite fibers and non-woven fabrics. The Journal of The Textile Institute. 2018; Vol. 109, № 9. P. 1152-1158. https://doi.org/10.1080/00405000.2017.1417681.
12. Науменко М. М., Макаренко Д. О., Гурідова В. О., Крутоус Д. І. Математична модель взаємодії сошника посівного комплексу з ґрунтом за ускладнених умов його експлуатації. Математичне моделювання. 2021. № 1 (44). С. 55-61. https://doi.org/10.31319/2519-8106.1(44)2021.235926.
13. Розробка композитних елементів необслуговуємих рухомих з'єднань машин і механізмів: монографія / Д. О. Макаренко та ін. Дніпро: Журфонд, 2022. 148 с.
Copyright (c) 2025 О. Д. Деркач, Д. О. Макаренко, Є. С. Муранов, В. В. Сукачов, О. Ю. Береза v