ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Прочность из "Основы переработки пластмасс" Высокая экономическая эффективность применения пластмасс, широкий диапазон свойств, возможность автоматизации производственных процессов переработки в изделия привели к существенному расширению областей применения этих материалов [1—3, 15, с. 7—8]. [c.57] В каждом конкретном случае, исходя из условий эксплуатации, хранения и транспортировки пластических масс, к ним предъявляют определенный комплекс технических требований. [c.57] Этот комплекс определяется после того, как в результате ана лиза условий эксплуатации выявлены те свойства, показателц которых существенно ухудшаются в этих условиях. Например для конструкционных материалов это могут быть температурно-временные или температурно-скоростные характеристики прочности, а для стерилизуемых упаковок — санитарно-гигиенические и санитарно-химические свойства. [c.58] Выбор правильного режима переработки пластмасс в изделия должен основываться на количественном определении показателей свойств, квалифицируемых как наиболее опасные (в смысле их ухудшения при эксплуатации изделий). После выбора указанных свойств и способов их оценки необходимо установить допустимые по условиям эксплуатации пределы их изменения. Усиливая действие факторов, способствующих наиболее быстрому ухудшению выбранных характеристик, можно моделировать процессы утраты материалом требуемых свойств при эксплуатации. Меняя интенсивность воздействия вредных факторов, удается в приемлемые для прогнозирования сроки достигать значений выбранных характеристик, выходящих за допустимые пределы. Например, определив время достижения Тр предельно допустимого значения некоторой характеристики как функцию температуры, можно в большинстве случаев прогнозировать значение Тр при температуре эксплуатации, т. е. характеризовать работоспособность изделия [9, с. 296]. Таким же образом можно прогнозировать работоспособность по другому фактору (например, по влажности), представляющему опасность вследствие потери материалом необходимого для его эксплуатации свойства. [c.58] В этом разделе мы рассмотрим некоторые наиболее важные свойства, которые определяют работоспособность изделия из пластических масс, а также основные закономерности, определяющие изменения этих свойств под влиянием различных факторов, действующих в процессе эксплуатации. [c.58] Второй уровень — надмолекулярный — определяется степенью кристалличности, типами кристаллических образований, их размерами, типами надмолекулярных структур, временем жизни надмолекулярных образований и их подвижностью. Морфологию структуры материала на этом уровне контролируют, используя электронную и оптическую микроскопию, а также рентгеновский и электронографический анализы. [c.58] Формирование третьего структурного уровня —коллоиднохимического— определяет такие важные эксплуатационные свойства, как, например, удельное объемное электрическое сопротивление электропроводящих полимерных композиций, оптические и другие характеристики полимерного материала. Коллоидно-химический уровень характеризуется статистическим распределением компонентов, возникновением цепочечных структур, построенных из частиц наполнителя, размерами и формой частиц наполнителя. Третий структурный уровень обычно контролируют методами микроскопии, хотя, например, информацию об образовании цепочечных структур электропроводящего наполнителя можно получить также, анализируя концентрационную зависимость объемной электропроводности системы. [c.59] В большинстве случаев стремятся получить изделия, противостоящие разрушению под действием механических сил в течение возможно более длительного времени или выдерживающие в течение заданного периода воздействие большого напряжения. Естественно, что прочность изделия зависит не только от прочности материала, но и от конструкции изделия и ряда других факторов. Однако прочность материала является, как правило, одним из решающих факторов прочности изделия [4, с. 8]. Для специалистов по переработке пластических масс очень важно овладеть приемами регулирования прочности полимерных материалов в процессе их переработки в изделия или полуфабрикаты. При организации современного процесса переработки пластмасс необходимо знать, какое химическое строение полимера может обеспечить заданное значение характеристики прочности материала в конкретных условиях эксплуатации и какая надмолекулярная структура материала должна быть сформирована при переработке с целью получения материала с заданными прочностными показателями. [c.59] Разрушающее напряжение вызывает разделение образца на части при данных условиях испытания. Разрушающее напряжение ар может определяться при различных видах деформации растяжении, сжатии, изгибе, кручении. Величина Ор зависит как от свойств полимерного магериала, так и от температуры, скорости нагружения и времени воздействия внешних сил. Зависимость (Тр от режима деформации, температуры, скорости нагружения и т. д. часто приводит к тому, что этот показатель, определенный по стандартной методике, не соответствует значению, отвечающему условиям эксплуатации. Ниже будет показано, как следует учитывать различие условий эксплуатации и стандартных условий испытания. Это относится также к другим характеристикам прочности, в частности, к относительной деформации при различных видах разрушения (например, относительной деформации при разрыве Ер). [c.60] Задаваясь постоянным значением Ор, можно определить время воздействия деформирующего напряжения, необходимое для разделения образца на части. Эта временная характеристика прочности называется долговечностью. При циклических деформациях прочность оценивают обычно не временем, а числом циклов, которые выдерживает образец до разрушения, — так называемым сопротивлением утомлению. При заданной средней скорости нагружения за цикл (как это обычно делается при испытаниях) эта характеристика может быть отнесена к временным, так как она характеризует время от начала нагружения образца до момента его разделения на части. Временную характеристику работоспособности образца называют динамической долговечностью [33, с. 285], в то время как термин усталостная прочность используют для обозначения амплитуды напряжения, соответствующей разрушению после заданного числа циклов деформации. [c.60] Обычно при циклическом нагружении значения напряжения и деформации изменяются по синусоидальному закону. В тех случаях, когда изменение напряжения и деформации происходит по более сложному закону, его можно представить в виде суммы синусоидальных изменений. Значение деформаций колеблется от ср—Ае до бср+Ае, где еср — среднее значение деформации, а 2Ае — амплитуда деформации. Напряжения, в свою очередь, колеблются от Стср—Аа до аср-ЬАа, где Рср —среднее значение напряжения, а 2Асг —амплитуда напряжения. Таким образом, имеется четыре характеристики динамического режима напряжения две динамические величины Ае и Асг и две статические Оср и бср. [c.60] Различают четыре класса испытаний в режимах циклических деформаций и два класса испытаний, характеризующихся постоянной скоростью деформации и постоянной скоростью нагружения [4, с. 35]. [c.60] Что касается энергетических характеристик прочности, то,, хотя они и представляют собой энергию, затрачиваемую на образование единицы поверхности, возникающей при разрушении образца, эти величины, строго говоря, не равны поверхностной энергии, так как процесс разрушения термодинамически необратим и большая часть энергии, затрачиваемой на деформирование материала в вершине растущего дефекта, рассеивается в виде тепла и других форм энергии. Ударную вязкость определяют отношением потери энергии маятника mg Н (где т — масса маятника, Н и к — высоты нахождения центра тяжести маятника до и после удара по образцу соответственно) к площади поперечного сечения бруска, разбиваемого маятником. [c.61] Вернуться к основной статье