Investigation of Tribological and Rehological Properties of a Self-Lubricant Polymeric Composite

الموضوعات

علوم تطبيقية وتكنولوجية

الملخص

In order to provide a long lubricating life span, it must be ensured that the solid polymer or polymer compound provides self-lubrication and at the same time, it must provide adequate interface contact pressure, which is the most important factor with self-lubricating compounds so that the polymeric compound is able to support the dynamic stresses of the applied load and pressures. In this study, a polymethyl methacrylate (PMMA) self-lubricating compound was synthesized with solid lubricants and multi-walled carbon nanotube and selected as the self-lubricating approach. Calcium stearate, polyethylene wax, and beeswax were selected as solid lubricants that have the ability to migrate to the surface of the polymer during its service life. Using in situ polymerization of free radicals with the following parameters: PMMA (100% MMA + 0.9 wt% BPO)/ solid lubricant (0.05, 0.1, 0.2, 0.5 wt.%), PMMA / MWCNT (0.05, 0.1, 0.2, 0.5 wt.% via sonication), hybrid compound ((50% PMMA: 50% beeswax) (0.05, 0.1, 0.2, 0.5 wt.%) + PMMA). Fourier transform infrared (FTIR) was used to verify the identity of solid lubricants after in situ polymerization of free radicals and multiwalled carbon nanoparticles. On the tribological behavior of the surface of polymers reinforced with solid lubricants and nano-fills after wear test, using optical microscopy (OM) the flow is verified using a capillary pressure gauge (SR20) and a contact angle test was conducted to verify the effectiveness of solid lubricants and nano-fills in increasing the susceptibility of the polymer hydrophobic. The PMMA sheets produced are characterized by relatively round shapes, with an average diameter of 15 cm and a thickness of about 2 mm. The results of the tests for both friction and abrasion proved a higher efficiency up to (9.4%) and a friction coefficient (0.8%) for the sample filled with beeswax much more than the rest of the solid lubricants, which confirms the transfer of particles to the surface and reduces the amount of interfacial shear stress during dry friction, and by increasing over time and loads applied at a constant speed, friction negatively affects the overall wear rates and impairs the internal structure and thus the mechanical properties. The self-lubrication system works successfully and this is confirmed by the scratch test results of the samples that showed the deformation behavior of pure polymer plastic and elastic deformation of the polymer filled with beeswax and the results were consistent with the results of friction and wearing. This was evident from the residual effect after scratching, which is characterized by a very smooth area in the contact area with little contact stress and surface scratch flexibility and plays an important role in reducing the interfacial shear stress up to (0.8%). Flow resulted in PMMA/solid lubricant by weight % capillary rheometer and PMMA/reinforcing fillers wt.% showed that shear viscosity decreases with increasing shear rate and shear stress increases with increasing shear rate. Increasing the shear stress cuts the polymeric chain and reduces the viscosity. With an increase in temperature, the migration to the surface increases, which helped to postpone the extrusion process and reduce the amount of the total melting fracture. Shear stress plays an important role in indicating surface quality; it is clear that the determination of the critical region is necessary to be able to change the surface quality and its relationship to pressure, shear stress, and shear rate.

روابط وملفات

التعريف والنوع

رقم الوثيقة

01f27202-5aac-4b37-bf53-eca38407611e

رقم العقد

0

نوع الوسائط

Crawler

نوع المحتوى

الرسائل العلمية

صيغة المصدر

رسائل ماجيستير

نوع الملف

pdf text

أسماء الملفات

995795_1.pdf

بيانات النشر

ترجمة العنوان

تقصي الحقائق الترايبولوجية والريولوجية لمركب بوليمري داتي التشحيم

ألقاب المؤلفين

[{"name_ar":"ايناس طالب صاحب عودة","title_ar":"اعداد","title_en":"Preparation"},{"name_ar":"عمار عماد الكواز","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"}]

اللغة

English

المصدر والدورية

اسم المصدر

Investigation of Tribological and Rehological Properties of a Self-Lubricant Polymeric Composite

المحتوى والصفحات

عدد الصفحات

0

ترجمة الملخص

من أجل توفير عمر تشحيم طويل، يجب التأكد من أن البوليمر الصلب أو مركب البوليمر يوفر تزييتًا ذاتيًا وفي نفس الوقت، يجب أن يوفر ضغط تلامس مناسب للواجهة، وهو العامل الأكثر أهمية مع مركبات التشحيم الذاتي بحيث يكون المركب البوليمري قادرًا على دعم الضغوط الديناميكية للحمل والضغوط المطبقة. في هذه الدراسة تم تصنيع مركب تزييت ذاتي متعدد الميثيل ميثاكريلات (PMMA) مع مواد تشحيم صلبة وأنبوب نانو كربوني متعدد الجدران وتم اختياره كطريقة للتشحيم الذاتي. تم اختيار ستيارات الكالسيوم وشمع البولي إيثيلين وشمع العسل كمواد تشحيم صلبة لها القدرة على الانتقال إلى سطح البوليمر خلال فترة خدمتها. تم استخدام البلمرة في الموقع للجذور الحرة مع المعلمات التالية: (PMMA (100% MMA + 0.9 BPO) / مادة تشحيم صلبة (0.05، 0.1، 0.2، 0.5 وزناً)، PMMA / MWCNT (0.05، 0.1، 0.2، 0.5 وزناً عن طريق الصوتنة)، مركب هجين ((50% PMMA + 50% شمع عسل) (0.05، 0.1، 0.2، 0.5 وزناً) + PMMA). تم استخدام تحويل فورييه للأشعة تحت الحمراء (FTIR) للتحقق من هوية مواد التشحيم الصلبة بعد بلمرة الجذور الحرة والجسيمات النانوية الكربونية متعددة الجدران في الموقع. فيما يتعلق بالسلوك التريبيولوجي لسطح البوليمرات المقواة بمواد تشحيم صلبة وحشو نانوي بعد اختبار التآكل، وباستخدام الفحص المجهري البصري (OM) تم التحقق من التدفق باستخدام مقياس ضغط شعري (SR20) وأُجري اختبار زاوية التلامس للتحقق من فعالية مواد التشحيم الصلبة والحشوات النانوية في زيادة قابلية البوليمر لمقاومة الماء. تتميز صفائح الـ PMMA المنتجة بأشكال دائرية نسبيًا، بمتوسط قطر 15 سم وسمك حوالي 2 مم. أثبتت نتائج الاختبارات لكل من الاحتكاك والتآكل كفاءة أعلى تصل إلى (9.4%) ومعامل احتكاك (0.8%) للعينة المملوءة بشمع العسل أكثر بكثير من باقي المزلقات الصلبة، مما يؤكد انتقال الجزيئات إلى السطح ويقلل من مقدار إجهاد القص البيني أثناء الاحتكاك الجاف، ومع مرور الوقت وزيادة الأحمال المطبقة بسرعة ثابتة، يؤثر الاحتكاك سلبًا على معدلات التآكل الكلية ويضعف الهيكل الداخلي وبالتالي الخصائص الميكانيكية. يعمل نظام التزييت الذاتي بنجاح، وهذا ما تؤكده نتائج اختبار الخدش للعينات التي أظهرت سلوك التشوه البلاستيكي للبوليمر النقي والتشوه المرن للبوليمر المملوء بشمع العسل، وكانت النتائج متوافقة مع نتائج الاحتكاك والتآكل. كان هذا واضحًا من التأثير المتبقي بعد الخدش، والذي يتميز بمنطقة ناعمة جدًا في منطقة التلامس مع القليل من إجهاد التلامس ومرونة خدش السطح، ويلعب دورًا مهمًا في تقليل إجهاد القص السطحي حتى (0.8%). أظهرت نتائج ريوميتر التدفق الشعري للبوليمر الأساس مع مواد تشحيم صلبة وحشوات تقوية أن لزوجة القص تتناقص مع زيادة معدل القص ويزيد إجهاد القص مع زيادة معدل القص. تؤدي زيادة إجهاد القص إلى قطع السلسلة البوليمرية وتقليل اللزوجة مع زيادة درجة الحرارة، كما أن زيادة الهجرة إلى السطح ساعدت على تأجيل عملية البثق وتقليل مقدار كسر الانصهار الكلي. يلعب إجهاد القص دورًا مهمًا في الإشارة إلى جودة السطح، فمن الواضح أن تحديد المنطقة الحرجة ضروري لتمكين تغيير جودة السطح وعلاقته بالضغط وإجهاد القص ومعدل القص.

كلمات الباحثين

Polymers, Self-lubrication, Carbon nanotubes, Polymethyl methacrylate, Beeswax, Polyethylene wax, Friction, Viscosity, Shear stress, Nanostructure

إشراف وإعداد

الإشراف

عمار عماد الكواز

الإعداد

ايناس طالب صاحب عودة

الاقتباسات الببليوغرافية