ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Определение теплостойкости из "Методы измерения механических свойств полимеров" Определение температурных границ работоспособности полимерных материалов занимает важное место среди технических измерений их механических свойств. Оно основано на том, что температурные зависимости модуля упругости позволяют выделить основные физические и фазовые состояния полимера, существенные для эксплуатации материала. Практически температурные границы, определяемые методами технической термомеханики, существенно уже, чем границы релаксационных (физических) или фазовых состояний, так как последние определяются при меньших нагрузках. [c.280] В связи с большой практической важностью определяемых техническими методами температурных характеристик эти методы разработаны детально, они традици-онны и сохраняют первоначально присущие им достоинства и недостатки. [c.280] Эластичные полимерные материалы типа поливинилхлоридных пластикатов оцениваются тремя характеристиками теплостойкостью по Вика, температурой хрупкости и нарастанием жесткости при понижении температуры. [c.280] Конструкционные термопласты оцениваются в основном показателем теплостойкости при изгибе по ГОСТ 12021—75. Температура хрупкости этих материалов по ГОСТ 16782—71 обычно не оценивается. О ней судят по температурной зависимости ударной вязкости, оценивая температурный интервал резкого снижения этого показателя. [c.281] Справа на рисунке приведена эпюра изгибающего момента, который постоянен в рабочей части образца. Положение груза весом 6,5 Н на рычаге выбирается так, чтобы в испытуемых образцах максимальное изгибающее напряжение составляло 4,9 0,5 МПа. [c.281] Величина Го не зависит от вида деформации, при которой измеряется температура размягчения, как это следует из данных, приведенных на рис. Х1У.2. Показатель влияния нагрузки 0 существенно зависит от вида деформации и от природы перехода, который определяет температуру размягчения, в частности 0 увеличивается при переходе от сжатия к растяжению и изгибу. [c.282] При определении теплостойкости пластмасс при изгибе испытания проводят на приборе, показанном на рис. XIV.3, Образец помещается на двух опорах и нагружается посредине изгибающей нагрузкой, которая зависит от вида испытуемого материала. В ГОСТ установлены четыре основные нагрузки, вызывающие растягивающее напряжение в крайних волокнах образца, равные 0,45 1,81 4,90 и 7,40 МПа. [c.283] Испытания обычно ведут в условиях непрерывного нагрева образца в жидкой среде со скоростью 2°С/мин. В тех случаях, когда используется воздушная среда, образец нагревают медленно со скоростью 0,8°С/мин. Отклонение приложенной нагрузки от расчетной не долж- 10 превышать 2,5%. [c.284] Основной характеристикой, определяемой в ходе испытаний, является температура, при которой достигается стандартный прогиб образца, принимаемый равным 0,33 мм. Эту температуру определяют как среднее арифметическое из показаний двух термометров, а показатель для партии материала определяют как среднее арифметическое из значений температур размягчения трех испытанных образцов. [c.284] По мере появления новых материалов также обнаружилась ограниченность метода испытания при изгибе. [c.284] Результаты показывают, что никаких принципиальных отличий при введении стеклонаполнителя не возникает, и увеличение температуры размягчения соответствует просто возрастанию модуля без изменения температуры перехода. [c.285] Еще более сложные задачи связаны с определением теплостойкости стеклопла1стиков па осно ве термореактивных связующих. Для высокопрочных армированных материалов температуры переходов, определяемые классическими методами, существенно завышены по сравнению с рабочим диапазоном температур. Поэтому было предложено несколько специальных методов определения тепло-стойкости стеклопластиков. [c.285] Часть этих методов базировалась на необходимости увеличения нагрузки в соответствии с ростом жесткости материала, как это было указано выше для армированных термопластов. Были предложены методы, в которых уровень нагрузки составлял 10% от прочности стеклопластиков при изгибе [3]. [c.285] Вследствие линейного характера диаграммы нагрузка— деформация и малой деформативности этих материалов выбранное значение нагрузки учитывало, в основном, рост модуля упругости. Это обеспечило достаточно хорошую воспроизводимость метода, как видно из табл. XIV. 1, в которой сопоставлены результаты межла-бораторных испытаний, проведенных в Англии на тех же материалах [4]. [c.286] О — теплостойкость определяется п зависимости от иагру кп при прогибе 0,5 мм О — теплостойкость определяется по методу, описанному в работе [41 А — теплостойкость определяется по методу, описанному в работе [3]. Цифры у кривых — изгибающее напряжение в МПа. [c.287] При этом прогиб образца складывается из двух составляющих первоначального прогиба при 20 °С ( /го) и прогиба, возникающего в ходе нагрева ут). [c.287] Рассчитав первоначальный прогиб (г/го) по уравнению (Х1У.5) на основе независимого онределеяия модуля упругости, можно рассчитать и прогиб при снижении модуля вдвое у о+ут) и определить прогиб, отвечающий температуре размягчения, которая соответствует снижению модуля вдвое. [c.287] Наряду с достоинствами этот метод имеет и недостатки, связанные с большим объемом предварительных расчетов и необходимостью независимого определения модуля упругости. Поэтому до настоящего времени этот метод не получил широкого распространения. Однако в стандарте СССР на определение теплостойкости при изгибе предусмотрены уровни изгибающих напряжений 4,9 и 7,4 МПа, которые могут быть использованы для определения температуры размягчения материалов с высокой жесткостью. [c.288] Метод определения теплостойкости при изгибе имеет и другие ограничения. Он не применим для пленок и тонких листов толщиной менее 1,5 мм. Поэтому для таких материалов с модулем более 7-10 МПа используют метод определения теплостойкости при растяжении, который обеспечивает обычно воспроизводимость температуры размягчения до 2 °С на одном приборе и около 10 °С в межлабораторных испытаниях. Кроме того, этот метод позволяет определять усадку при малых растягивающих нагрузках. Поэтому кривые размягчения, определяемые по данному методу, могут иметь как восходящую ветвь, так и нисходящую — в случае усадки. [c.288] Поскольку многие виды пластмасс эксплуатируются заведомо ниже температуры хрупкости (стеклопластики и термореактивные материалы), определение температуры хрупкости для них обычно не проводят. [c.289] Вернуться к основной статье