ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Поведение при вытяжке других полимеров из "Сверхвысокомодульные полимеры " Полипропилен (ПП) представляется чрезвычайно удобным полимером для проверки общности представлений о способах производства сильно ориентированных высокомодульных изделий, развитых на примере ЛПЭ. [c.22] Такое положение обусловило необходимость систематического исследования, цель которого — определение оптимальной комбинации параметров переработки температуры вытяжки и скорости деформации, требуемой для повышения величины естественной степени вытяжки [13, 14]. Оказалось, что температура вытяжки существенно влияет на деформационное поведение ПП в той сравнительно узкой области скоростей деформации, которые возможны на обычных разрывных машинах. Предельная температура, при которой к может превысить значения 7—9, составляет - 100°С. При высокой температуре вытяжка протекает через пластическую деформацию, вследствие чего материал отверждается. Достигаемая при этом степень вытяжки составляет 18 и более (рис. 1.10). [c.23] Учитывая опыт работы с ЛПЭ, можно сразу же обратить внимание на условия деформирования и установления требуемой температуры вытяжки, при которой достигается оптимизация механических характеристик материала. По этой причине был проведен анализ взаимосвязи между модулем упругости и степенью вытяжки для образцов, вытянутых при различных температурах (рис. 1.11). Найдено, что оптимальная температура вытяжки находится вблизи 100 °С. И хотя при более высоких температурах достигаются большие значения степеней вытяжки, это уже не сопровождается соответствующим повышением жесткости материала. Оцененное (для комнатной температуры) значение модуля Юнга составляло 18 ГПа, что заметно выше ранее достигнутых результатов [15]. Это значение очень близко к теоретическому для ПП (см. стр. 52). [c.23] В одном отношении ПП оказался существенно отличным от ЛПЭ морфология неориентированного образца ПП не оказывала сколько-нибудь заметного влияния на зависимость степени вытяжки от времени деформирования. Низко- и высокомолекулярные полимерные образцы ведут себя аналогично, независимо от выбранных условий кристаллизации. Однако значение молекулярной массы сказывалось на значении предельно достижимой степени вытяжки, и этот факт согласуется с выводами ранних работ относительно влияния молекулярных характеристик на деформационное поведение материала. [c.23] Положение с полиоксиметиленом (ПОМ) оказалось аналогичным положению с ПП. И в том, и в другом случаях четко вырисовывается влияние молекулярной массы и температуры деформирования на максимально достижимое значение степени вытяжки [16]. На рис. 1.12 приведены результаты исследования деформационного поведения для трех марок ПОМ Derlin (D) 100, 500 и 8010 с М -. б-Ю, 4,5-10 и 3-10. Нетрудно заметить, что для образца D 100 достигаются более низкие максимальные значения степени вытяжки, чем для двух других, и что образец D 500 имеет лучшие механические показатели в сравнении с образцом D 8010, у которого резко снижено значение прочности на разрыв из-за очень низкой молекулярной массы. [c.24] Одностадийная деформация была проведена при скоростях 10 (Д) и 1 см/мин (О). При двух-стадийной деформации ( ) вначале образец растягивали 72 с со скоростью 10 см/мин, а затем скорость снижали до 1 см/мин. [c.24] Однако в поведении ПОМ имеется и отличительная черта (рис. 1.13 и 1.14). Процесс деформационного отверждения в сильной мере зависит от скорости деформации (рис. 1.13) и существует оптимальная скорость перемещения зажима разрывной машины (при длине образца 2 см), находящаяся в пределах 1 см/мин, использование которой позволяет достичь при больших степенях вытяжки высоких значений модуля упругости (рис. 1.14 и 1.15). Примечательно, что подобное поведение уже наблюдалось ранее при вытяжке ЛПЭ [17]. Полученные в этом случае результаты показывают, что образцы низкомолекулярного полимера особенно чувствительны к выбору скорости деформации. Успешное деформационное упрочнение может быть достигнуто лишь при сравнительно высоких скоростях. Возможное объяснение сложному комплексу требований, предъявляемых для оптимизации механических характеристик образцов, состоит в том, что процесс вытяжки протекает по различным молекулярным механизмам. Каждый из них удовлетворяет принципу эквивалентности температуры и скорости деформации. Оптимальные же характеристики образца получаются лишь при однозначной комбинации этих параметров. Вероятно, в деформационном процессе участвуют как кристаллические, так и некристаллические области материала. При этом следует найти подходящие скорости, при которых оба процесса протекают одновременно. [c.25] В независимом исследовании Кларк и Скотт [18] получили сверхвысокомодульные образцы ПОМ путем двухстадийного процесса вытяжки. Они полагали, что именно такой процесс оптимален для достижения сверхвысоких значений модуля упругости. Поскольку при одностадийном процессе вытяжки нам удалось получить материал с несколько более высоким значением модуля упругости, чем в работе Кларка и Скотта (40 ГПа в сравнении с 35 ГПа для К = = 20), мы провели одностадийное и двухстадийное деформирование при 145 °С. Результаты исследований, выполненных при различных скоростях деформации, указали на предпочтительность одностадийного процесса деформирования. Это связано с отрицательным влиянием отжига, который происходит в момент подъема температуры перед второй стадией вытяжки. [c.25] Вернуться к основной статье