TRIBOCHEMICAL REACTIONS OCCURING DURING FRICTION OF COMPOSITES BASED ON PTFE FILLED WITH LAYERED SILICATES

Abstract

В статье описаны процессы, протекающие на поверхности трения полимерных композиционных материалов (ПКМ) на основе политетрафторэтилена (ПТФЭ) и слоистых силикатов (СС). Проведенные исследования с использованием инфракрасной спектроскопии и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии свидетельствуют о протекании трибоокислительных процессов в зоне контакта полимер/металл. Исследование элементного состава поверхности трения методом энергодисперсионного анализа зафиксировало появление новых пиков, соответствующих Fe и Cr. Данный факт свидетельствует о взаимодействии металла контртела с полимером в процессе трения. По результатам рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии зафиксировано протекание реакций дефторирования и гидроксилирования макромолекул ПТФЭ на поверхности трения ПКМ. Предложен возможный механизм протекания трибохимических процессов, которые протекают на поверхности трения композитов. Установлено, что вследствие трибохимических реакций на поверхности трения образуется защитный слой, состоящий из частиц наполнителей и продуктов трибодеструкции. Таким образом, основным фактором повышения износостойкости ПКМ на основе ПТФЭ является формирование на поверхности трения вторичных новых структур в зоне трения. The article describes the processes occurring on the friction surface of polymer composite materials (PCM) based on polytetrafluoroethylene (PTFE) and layered silicates (LS). The studies carried out using infrared spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy indicate the occurrence of tribo-oxidative processes in the polymer/metal contact zone. The study of the elemental composition of the friction surface using energy-dispersive analysis recorded the appearance of new peaks corresponding to Fe and Cr. This fact indicates the interaction of the counterbody metal with the polymer during friction. Based on the results of X-ray photoelectron spectroscopy, the occurrence of defluorination and hydroxylation reactions of PTFE macromolecules on the friction surface of the PCM was recorded. A possible mechanism for the occurrence of tribochemical processes that occur on the friction surface of composites is proposed. It has been established that, as a result of tribochemical reactions, a protective layer is formed on the friction surface, consisting of filler particles and tribodestruction products. Thus, the main factor in increasing the wear resistance of PTFE-based PCM is the formation of new secondary structures on the friction surface in the friction zone.