Металлополимеры — композиционные материалы, содержащие частицы металла в полимерной матрице, — получают несколькими методами: термическим разложением металлсодержащих соединений в растворе-расплаве полимера, конденсацией паров металла на полимерную подложку, капсулированием наночастиц политетрафторэтиленом, электрохимическим осаждением металлических наночастиц в полимерах [1, 2]. На основе металлополимерных композитов уже производятся коммерческие продукты, например электропроводящие композиционные материалы для нагревательных панелей.
Введение в полимерную матрицу металлических частиц с размерами большими, чем расстояние между цепями, сшивками и кристаллическими блоками, приводит к нарушению структуры полимера и ухудшению свойств композита. С уменьшением размеров частиц металла и полимера меняются свойства как исходных компонентов, так и композиционного материала. Изменение доли границ раздела позволяет менять свойства материала. Металлические наночастицы наполнителя приводят к реорганизации надмолекулярной структуры полимерной матрицы [2–20].
Результаты исследования механических и трибологических свойств композиционных материалов на основе ПТФЭ и простых (Аl2О3, Сr2O3, ZrO2) и сложных (шпинелей СоAl2O4 и MgAl2O4, и кордиерита 2MgO·2Al2O3·5SiO2) оксидных нанопорошков приведены в таблице.
Структура композиционного материала с добавкой оксида алюминия сформирована из более совершенных, чем при добавке других оксидов, надмолекулярных сферолитов одинакового размера. На поверхности трения плотность агломератов из наночастиц шпинелей в 3 раза выше плотности агломератов из наночастиц кордиерита. Более высокая плотность покрытия агломератами поверхности трения приводит к большему сопротивлению контактным деформациям. Композиты на основе ПТФЭ, модифицированные оксидными нанопорошками, имеют большую износостойкость, нежели традиционные антифрикционные материалы, содержащие в качестве наполнителя кокс и дисульфид молибдена, но имеют практически одинаковые с ними прочность и пластичность.