Preview

Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий

Расширенный поиск

Перспективы использования стабилизированного СВМПЭ-композита в качестве футеровочных покрытий для защиты горного оборудования в зонах холодного климата РФ

https://doi.org/10.20914/2310-1202-2026-3-396-404

Аннотация

Футеровка является неотъемлемым элементом современного горнодобывающего оборудования, обеспечивающим не только его защиту от экстремального абразивного износа, но и саму возможность высокоэффективной реализации технологических процессов. Эволюция материалов для футеровки прошла путь от марганцовистых сталей и высокохромистых чугунов до современных полимерных композитов. Одним из самых перспективных футеровочных материалов в настоящее время является сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ) и его композиты. В представляемой статье приведены результаты исследований по повышению стойкости композита на основе СВМПЭ и углеродных волокон с дополнительным введением стабилизатора фенольного типа марки СО-4. Исследована динамика изменения свойств и структуры стабилизированного композита при натурном экспонировании под воздействием резко-континентального климата Якутии. Установлено, что дополнительная модификация СВМПЭ-композита стабилизатором марки СО-4 приводит к сохранению деформационно-прочностных и триботехнических показателей в течение 36 месяцев. По результатам инфракрасной спектрометрии выявлено, что СО-4 ингибирует протекание окислительных реакций в объем композита, что приводит к повышению износостойкости стабилизированных полимерных композиционных материалов в 3,5 раз по сравнению с нестабилизированными композитами. Разработанный материал обладает комплексом улучшенных эксплуатационных свойств, включая повышенную износо-, морозостойкость, устойчивость к агрессивным средам и высокую атмосферную стойкость. Стабилизированный полимерный композиционный материал на основе можно рекомендовать для футеровки горнодобывающего оборудования, эксплуатирующихся на открытом воздухе в резко-континентальном холодном климате РФ.

Об авторах

О. В. Гоголева
Федеральный исследовательский центр «Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук»
Россия


П. Н. Петрова
Федеральный исследовательский центр «Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук»
Россия


М. Д. Соколова
Федеральный исследовательский центр «Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук»
Россия


А. Л. Федоров
Федеральный исследовательский центр «Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук»
Россия


Б. Н. Заровняев
Федеральный исследовательский центр «Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук»)
Россия


Список литературы

1. Дубинкин Д.М., Исмаилова Ш.Я. Патентный анализ футеровок грузовых платформ карьерных самосвалов: конструктивные особенности технических решений // Горное оборудование и электромеханика. 2024. № 4 (174). С. 54–64. DOI: 10.26730/1816–4528–2024–4–54–64.

2. Агафонов А.А., Васильева М.А., Талеров К.П., Буевич В.В. Применение футеровочных материалов для футеровки скипов // Известия ТулГУ. 2024. Вып. 4. С. 196–208.

3. Титиевский Е.М., Чижик Е.Ф. Концепция научного, конструкторского и технологического обоснования применения резиновых футеровок в барабанных мельницах // Горный журнал. 2026. № 2. С. 80–87

4. Данилова С.Н., Охлопкова А.А., Оконешникова А.В. Разработка композиционных материалов на основе СВМПЭ и углеродного и базальтового волокон // Природные ресурсы Арктики и Субарктики. 2024. 29(4). С. 661–674. https://doi.org/10.31242/2618–9712–2024–29–4–661–674

5. Жирикова З.М., Алоев В.З. Деформационно-прочностные свойства ориентированных полимерных композитов на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Известия Кабардино-Балкарского государственного университета. 2023. 13(2). С. 17–20. https://doi.org/10.31143/2221–7789–2023–2–17–20.

6. Global and China ultrahigh molecular weight polyethylene (UHMWPE) industry. Report, 2019–2025 // MarketResearch.com. [Электронный ресурс]. – 2025. – URL: https://www.marketresearch.com/Research-in-China-v3266/Global-China-Ultra-High-Molecular12403936 (дата обращения: 11.11.2025).

7. Сергеева Е.А., Хубатхузин А.А., Даловский К.Д. Износостойкий материал на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена // Современные наукоемкие технологии. 2025. № 5. С. 74–79. DOI 10.17513/snt.40393

8. Panin S.V., Buslovich D.G., Dontsov Yu. V. et al. Two-component feedstock based on ultra-high molecular weight polyethylene for additive manufacturing of medical products // Advanced Industrial and Engineering Polymer Research. 2021. Vol. 4, № 4. P. 235–250. DOI: 10.1016/j.aiepr.2021.05.003.

9. Заболотнова А.С., Гостева С.С., Гудков М.В. и др. Влияние сверхнизкого содержания графена на износостойкие свойства композитов на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Высокомолекулярные соединения. Серия А. 2023. Т. 65, № 3. С. 230–236. DOI: 10.31857/S2308112023700517

10. Грядунов С.С., Сиваков В.В. Оценка износостойкости рабочих органов дробилок // Горный журнал. 2024. № 12. С. 71–75. DOI: 10.17580/gzh.2024.12.09.

11. Напольских С.А., Липатов А.Г., Фурин В.О., Журавлев А.Г. Совершенствование технологии первичного дробления железистых кварцитов Стойленского месторождения с применением модернизированных гирационных дробилок ККД1500/180 // Горный журнал. 2021. № 6. С. 41–46. DOI: 10.17580/gzh.2021.06.02

12. Чижик Е.Ф. Новые конструкции и технологии производства резиновых футеровок для шаровых мельниц // Горный журнал. 2021. № 11. С. 39–45. DOI: 10.17580/gzh.2021.11.05

13. Каблов Е.Н., Лаптев А.Б., Прокопенко А.Н., Гуляев А.И. Релаксация полимерных композиционных материалов под длительным действием статической нагрузки и климата (обзор) Часть 1. Связующие // Авиационные материалы и технологии. 2021. № 4 (65). С. 70–80. DOI: 10.18577/2713–0193–2021–0–4–70–80.

14. Низин Д.Р., Низина Т.А., Пивкин Н.А., Спирин И.П., Чибулаев И.А. Влияние влагосодержания на климатическую стойкость полимерных материалов // Огарёв-online. 2024. Т. 12., № 9. C. 63–68.

15. Зырянова З.Е., Крынина А.И., Стаханова С.В. Анализ продуктов термоокислительной деструкции полиэтилена методом ИК-фурье спектроскопии // Успехи в химии и химической технологии. 2022. Т. XXXVI, № 8. С. 34–37

16. Киселева Т.Ю., Ковалева С.А., Григорьева Т.Ф. и др. Применение метода дифференциальной сканирующей калориметрии для изучения устойчивости композиционных материалов на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена к облучению электронным пучком // Журнал физической химии. 2021. Т. 95, № 5. С. 678–685. DOI: 10.31857/S0044453721050174.

17. Сидорина А.И., Сафронов А.М. Исследование устойчивости углеродных волокон к окислению // Труды ВИАМ. 2022. № 7 (113). Ст. 06. DOI: 10.18577/2307–6046–2022–0–7–63–73.

18. Гоголева О.В., Петрова П.Н., Федоров А.Л. Исследование изменения свойств и структуры сверхвысокомолекулярного полиэтилена и его композита в процессе натурной экспозиции в условиях Якутии // Ползуновский вестник. 2025. № 2. С. 207–213. DOI: 10.31242/2618–9712–2025–30–2–337–346.

19. Тарасевич Б.Н. ИК-спектры основных классов органических соединений. Справочные материалы. – М.: МГУ им. М.В. Ломоносова, 2012. 54 с.

20. Казицына Л.А., Куплетская Н.Б. Применение УФ-, ИК- и ЯМР-спектроскопии в органической химии. – учеб. пособие для хим. специальностей ун-тов. – М.: Высш. школа, 1971. 264 с.

21. Gardette M., Perthue A., Gardette J.L. et al. Photo – and thermal-oxidation of polyethylene: Comparison of mechanisms and influence of unsaturation content // Polymer Degradation and Stability. 2013. 98 (11). P. 2383–2390.

22. Нечаев Д.В., Швецов О.В., Ермаков С.Б. Оценка деградации свайных полимерно-композитных труб под воздействием УФ-излучения, повышенной температуры и влажности // Глобальная энергия. 2025. Т. 31, № 1. С. 136–145. DOI: 10.18721/JEST.31110

23. Jiang C., Zhou J., Cui J., Shi J., Miao C. Fatigue analysis of spherulitic semi‐crystalline polymers: Unveiling the effects of microstructure and defect // Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures, 2024, vol. 47, is. 11, pp. 4063–4080. doi: 10.1111/ffe.14405.

24. Gogoleva O.V., Sharin P.P., Petrova P.N. et al The development of high-strength wear-resistant composites based on uhmwpe and nanodiamonds // Inorganic Materials: Applied Research. 2024. Т. 15. № 1. С. 183–189.


Рецензия

Для цитирования:


Гоголева О.В., Петрова П.Н., Соколова М.Д., Федоров А.Л., Заровняев Б.Н. Перспективы использования стабилизированного СВМПЭ-композита в качестве футеровочных покрытий для защиты горного оборудования в зонах холодного климата РФ. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2026;88(3):396-404. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2026-3-396-404

For citation:


Gogoleva O.V., Petrova P.N., Sokolova M.D., Fedorov A.L., Zarovnyaev B.N. Prospects for using stabilized ultrahigh molecular weight polyethylene -composite as lining coatings to protect mining equipment in cold climate zones of the Russian Federation. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2026;88(3):396-404. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2026-3-396-404

Просмотров: 18

JATS XML


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2226-910X (Print)
ISSN 2310-1202 (Online)