Development and characterization of Ultrahigh Molecular Weight Polyethylene(UHMWPE)Nanocomposites for bearing application under water lubriction

Abstract

البولي إيثيلين شديد الثقل الجزيئي UHMWPE يحمل العديد من الخصائص الجيدة المتعلقة بالاحتكاك وقد شق طريقه في التطبيقات التي تتطلب تحملًا عاليًا للإهتراء مثل المسننات ,المضخات, الأغلفة, الدوافع , زراعة الأعضاء بالإضافة إلى كل الأقسام الصناعية تقريبا , سواءٌ أكان للتغليف أم التسجيم , على كل حال , فإن إضافة المعبئات مثل أنابيب النانو الكربونية CNTs والنانوطين (طين بوحدة قياس النانو) قد ساعد بشكل كبير في تطوير الخصائص الاحتكاكية والميكانيكية لحشوات UHMWPE. على الرغم من أن الكثير من الأبحاث والتجارب قامت بتطوير خصائص حشوات UHMWPE الإحتكاكية والميكانيكية إلا أن إمكانية إستخدامه في التطبيقات الواقعة تحت تزييت الماء بسبب مقاومته الممتازة للماء، لم يتم الإستفادة منها بشكل كامل بعد . من هنا , فإن تركيز الدراسة الحالية هو دراسة جدوى إستخدام حشوات UHMWPE المركبة تحت تزييت الماء مع إستخدام النانوطين وأنابيب النانو الكربونية كدعامات. إن الفكرة الفريدة في إستخدام النانوطين مع أنابيب النانو الكربونية CNTs في تطوير قضبان الحشوات المركبة مبني على أن النانوطين مستخدم بشكل واسع لتقليل امتصاص المياه في البوليمرات. في الجزء الأول, تم استخدام 1.5% من 3 أنوع مختلفة من الطين المعدل عضويًا 1.30E ، 1.28E ، و C-15A لتدعيم UHMWPE . تم تطبيق إختبارات أشعة إكس، صلابة المادة في مستوى المايكرو، مقياس إمتصاص الماء والأكثر أهمية هو اختبار قياس الإحتكاك على الحشوات المدعومة بالنانوطين لقياس الخصائص البنائية، والمكانيكية، والإحتكاكية . عندما تم اختبار شدة امتصاص العينة للماء , لوحظ أن إضافة أنواع النانوطين الثلاثة إلى UHMWPE أدى إلى تقليل إمتصاص العينة للماء. على كل حال , فإن إضافة نوعي C-15A و 1.30E من النانوطين إلى UHMWPE قد أسفر عن تحسين الخصائص الإحتكاكية عن طريق تقليل معامل الإحتكاك وزيادة مقاومة الإهتراء في المرحلة الثانية, تم تحسين محتوى C-15A إعتمادًا على أدائه الإحتكاكي باستخدام ثلاث نسب مختلفة (0.5, 1.5, 3% من وزن الجسم) . في الجزء الأخير تم تطوير حشوة مركبة بإضافة الطين المحسن بمحتوى ثابت ثم إضافة أنابيب النانو الكربوني CNTs بثلاثة كميات مختلفة (0.5, 1.5, 3% من وزن الجسم) . تم تحديد الخصائص البنائية والشكلية باستخدام حقل انبعاث المسح الإلكتروني المجهري , أشعة إكس و طيف رامان للحشوة المركبة بالإ