ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физико-механические свойства из "Сверхвысокомолекулярный полиэтилен высокой плотности" Свойства СВМПЭ, являющегося кристаллическим полимером, при температуре ниже температуры плавления существенно зависят от молекулярной и надмолекулярной структуры. [c.32] СВМПЭ из всех разработанных марок ПЭНД имеет самую высокую прочность, стойкость к удару и к растрескиванию [44, с. 16]. Ценной особенностью СВМПЭ является способность сохранять высокие прочностные характеристики в щироком интервале температур. Это можно объяснить [45] тем, что при кристаллизации полиэтилена из расплава все элементы надмолекулярной структуры оказываются в той или иной мере связанными между собой проходными макромолекулами. Кроме того, в полимере всегда имеется некоторое количество физических узлов (зацепление молекул). Как правило, первые и вторые образуются в основном за счет длинных макромолекул, содержащихся в полимере. Проходные молекулы исходного кристаллического полимера и физические узлы сохраняются и при вытяжке полиэтилена, связывая отдельные участки элементов надмолекулярной структуры и определяя их прочность. По мере увеличения длины макромолекул и доли высокомолекулярных фракций полимера содержание таких проходных молекул и физических узлов возрастает, а следовательно, увеличивается и количество связываемых ими элементов надмолекулярной структуры. Это, в свою очередь, приводит к увеличению прочности, стойкости к удару и к растрескиванию СВМПЭ. [c.32] При более низких температурах, вплоть до —180°С, хотя и происходит разрушение испытуемого образца СВМПЭ, сохраняется сравнительно высокое значение ударной вязкости. В зависимости от условий испытания ударная вязкость, естественно, будет изменяться. Наиболее жестким условием испытания является нанесение на образец острого надреза (под углом 15°). Однако и в этом случае значения ударной вязкости высоки и находятся в пределах 11—ПО кДж/м при температурах от —200 до+120°С (рис. 16,6) [42]. [c.33] Примечание. Свойства полиэтилена определены на прессованных образцах. [c.34] Предел текучести, твердость и модуль упругости при комнатной температуре находятся в соответствии с плотностью СВМПЭ и несколько ниже, чем у стандартного ПЭНД. [c.35] На рис. 18 представлены кривые напряжение — удлинение для СВМПЭ в зависимости от температуры испытания. Изменение свойств, определенных при растяжении , в интервале температур от —40 до +100°С показано на рис. 19. На примере изменения предела текучести в зависимости от температуры (рис. 19, а) видно, что как для СВМПЭ, так и для стандартного ПЭНД при повышении температуры выше 50 °С происходит как бы выравнивание значений этих показателей. [c.35] Разрушающее напряжение при растяжении СВМПЭ во всем исследованном интервале температур значительно выше, чем у стандартного ПЭНД (рис. 19,6). Определение истинной прочности , т. е. рассчитанной на сечение в момент разрыва образца, показало, что для СВМПЭ оно не изменяется с повышением температуры и составляет 28,5 МПа при температуре от 60 до 100 °С [45]. У стандартного ПЭНД наблюдается падение истинной прочности с повышением температуры, и прн 100°С она составляет 15,7 МПа. [c.36] При отрицательных температурах у СВМПЭ относительное удлинение при разрыве значительно выше, чем у стандартного ПЭНД (рис. 19, в). Он как бы является более гибким полимером, а следовательно, и более морозостойким. При положительной температуре картина изменяется, СВМПЭ становится менее гибким. [c.36] Известно, что ПЭНД может иметь максимум на кривых зависимости удлинения при разрыве от температуры. Положение этого максимума по оси температур зависит от содержания высокомолекулярных фракций 45]. Возрастание доли таких фракций и их молекулярной массы приводит к смещению максимума в сторону более высоких температур. ПЭНД с молекулярной массой 190000 имеет максимум при 70—90 °С, ПЭНД с молекулярной массой 260 000 имеет, по-видимому, максимум при температуре, близкой к 100°С, а СВМПЭ при еще более высокой температуре. Это явление существенно расширяет интервал рабочих температур СВМПЭ. [c.36] Долговечность — одна из наиболее важных характеристик прочностных свойств полимеров — это время от момента нагружения до разрушения образца. Зависимость долговечности от условий испытания, т. е. размера и вида напряжения, температуры, режима нагружения и других параметров, дает важную информацию о физической природе разрушения и, следовательно, о природе прочностных свойств полимера. Поскольку СВМПЭ часто применяется для изготовления различных деталей, работающих длительное время под нагрузкой, крайне важно знать его долговечность. Опытные данные о зависимости долговечности от условий испытания должны быть положены в основу инженерных расчетов на прочность конструкции и деталей. [c.36] Коэффициент ползучести при испытаниях на растяжение и сжатие практически не зависит от температуры, а при испытании образцов на изгиб наблюдается существенное уменьшение коэффициента ползучести с повышением температуры. [c.38] Модуль ползучести при рассмотренных видах напряжения уменьшается с ростом нагрузки, а также температуры и времени действия нагрузки (см. табл. 3). [c.38] СВМПЭ имеет хорошие антифрикционные свойства, близкие к свойствам фторопласта-42 и полиамида П-68, широко применяемых в качестве антифрикционных материалов. Коэффициент трения СВМПЭ также равен коэффициенту трения фторопласта и полиахмида (рис. 21). [c.38] Износостойкость СВМПЭ вдвое превышает износостойкость остальных марок ПЭНД. При введении в него твердых смазок, например графита, в количестве примерно 0,5% износостойкость увеличивается в 2 раза и приближается к износостойкости стали (36,4 мин/мм ). [c.38] В табл. 4 приведены данные по износостойкости ряда полимеров в условиях абразивного износа. Износостойкость определялась на приборе ПВ-7Д при нагрузке 7,5 Н и скорости скольжения 0,21 м/с и выражалась временем (в мин), необходимым для износа абразивом 1 мм материала. Из этих данных следует, что стойкость к абразивному износу СВМПЭ значительно выше, чем у других термопластов, например, в 3 раза выше, чем у фторопласта-4, и в 5 раз выше, чем у капролона. [c.38] Вернуться к основной статье