ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Старение из "Длительная прочность полимеров" В процессе старения начальное упрочнение материала вполне вероятно. Оно вызывается процессами обработки [197], а также кристаллизацией, структурированием, релаксацией остаточных напряжений и т. п. Поэтому во многих случаях [35] параметр фо 1, причем на него может оказывать определенное влияние среда и температура. Однако в расчете вполне допустимо принять фо=1, что повышает запас прочности. [c.191] Полученные формулы рекомендуются для аппроксимации кривых старения, используемых в инженерной практике для оценки долговечности пластмассовых изделий. Обратимся к эксперименту. Напомним, что в рассматриваемом случае сплошность (коэффициент старения) вычисляют по формуле (3.9). [c.193] Формула (6.6) согласуется с целым рядом экспериментальных данных по термоокислительной деструкции полимеров [35], у которых разрушение начинается с основных молекулярных цепей (полипропилен, полиметилметакрилат, полиамиды [223, 224] и т. п.), причем наблюдается достаточно интенсивное развитие структурных дефектов [162]. В частности, эта формула применялась для оценки естественного старения поливинилхлоридного пластиката [80]. [c.193] На рис. 6.2 представлены результаты исследования старения капроновой ткани в воде [39]. Коэффициент старения (сплошность) определяли по изменению разрушающего напряжения при растяжении и относительного удлинения при разрыве. В начальный момент сгр= = 82 кН/м, а ер=31%. Для механических испытаний, проводившихся при комнатной температуре, использовали разрывную машину РМ-250. Растяжение образцов осуществляли со скоростью 110 мм/мин. Их экспонировали в водяных ваннах, температуру которых поддерживали постоянной с точностью 1 °С. Продолжительность лабораторных испытаний составляла три года. Параллельно в вентиляторных градирнях проводили промышленные испытания водоуловителей из капроновой ткани. [c.193] Графики (см. рис. 6.2), построенные на основе статистического анализа эксперимента, соответствуют уравнению (6.6), причем 1)50=1. Штрих-пунктиром на рис. 6.2 изображен график естественного старения материала водоуловителей. Он также линеен. [c.193] Разрущение полиамидов протекает с постоянной скоростью независимо от количества накапливающихся продуктов деструкции (см. рис. 6.2) [68], что напоминает кинетику термодеструкции поливинилхлорида. Старение капрона, особенно при повыщенных температурах, сопровождается нарастанием хрупкости образцов. [c.194] Рассмотренные количественные оценки были использованы также при экспериментальном исследовании старения пентапласта и поликарбоната дифлон в некоторых средах [143], включая воздух, дистиллированную воду и 3%-ную молочную кислоту (рис. 6.5). В зависимости от температуры испытания продолжались до 8500 ч. Коэффициент старения оценивали по относительному изменению разрушающего напряжения при растяжении и относительного удлинения при разрыве. Кроме того, изучали изменение структуры образцов методами рентгеноструктурного анализа, оптической микроскопии (применяли микроскоп МБИ-6) и малоуглового рассеяния поляризованного света, для чего использовали срезы исследуемых материалов толщиной 10 мкм. Деструкцию в процессе старения определяли по изменению молекулярной массы, рассчитываемой из вязкости растворов. Изучали также изменение плотности образцов. [c.196] Изменение прочности пентапласта при его старении в дистиллированной воде. [c.198] Как показывает эксперимент, пентапласт имеет мелкозернистую структуру, плохо разрешаемую в условиях оптической микроскопии. Для более подробного изучения его структурных элементов использовали метод малоуглового рассеяния поляризованного света. Размер сферолитов, определенный этим методом, составил 2— 3 мкм. [c.199] В процессе старения пентапласта в испытательных средах изменения размеров сферолитов практически не наблюдалось. Было установлено уменьшение размера центрального пятна на Я -дифрактограммах. Это, по-видимому, свидетельствует о совершенствовании структуры надмолекулярных образований в начале старения образцов. Соответственно повышается прочность пентапласта. Однако в дальнейшем наблюдается постепенное уменьшение прочности. Это свидетельствует о преобладающей роли деструктивных процессов над процессами упорядочения в области, лежащей справа от экстремума. [c.199] Для полимеров, имеющих аморфную структуру (например, поликарбонат), упрочнение, наблюдаемое в начальный период экспозиции, также в основном объясняется релаксацией остаточных напряжений, приводящей к упорядочению структурных элементов в материале. Этот процесс наблюдается при температуре выше 50°С. [c.199] Данные рентгеноструктурного анализа и результаты исследования методом малоуглового рассеяния поляризованного света свидетельствуют о некоторой упорядоченности надмолекулярных структур в начале процесса старения поликарбоната. Затем термодеструкция начинает преобладать над упорядочением, и прочность мате риала постепенно уменьщается. [c.199] Кривые старения и набухания (пунктир) фенольного стеклопластика ФСМ при 22 °С в 4,5%-ных растворах уксусной кислоты (1), соляной кислоты (2), углекислого натрия (3) и аммиака (4). [c.200] Таким образом, стеклопластик ФСК обладает сравнительно более высокой химической стойкостью, поскольку скорость его старения ниже. [c.201] Экспоненциальное уменьшение сплошности было установлено [187] при исследовании атмосферостойкости ударопрочного полистирола. Образцы получали из экструдированного листа. Их исходные характеристики приведены в табл. 6.3. [c.201] По его данным, это уравнение пригодно и для натурных испытаний, хотя и не является универсальным. Аналогичный вывод получен Мартиновичем и Хиллом при исследовании погодостойкости полиолефинов [243]. [c.202] Таким образом, параметры з и С линейно зависят от температуры. Однако их отношение, фигурирующее в уравнении (6.9), практически от нее не зависит. Проверка показала, что старение фенольного стеклопластика ФСМ [128] лучше описывается законом (6.9), чем экспонентой (6.7). На это указывает график, приведенный в верхней части рис. 6.6. Он построен в двойной логарифмической системе. [c.204] Линейность функции ф=1п(—и)=1п D — dt указывает на соответствие эксперимента (рис. 6.8) формуле (6.11). [c.205] В которой внешняя среда влияет в основном на предэк-споненциальный множитель. В табл. 6.4 для некоторых термопластов приведены постоянные формулы (6.19). Можно указать еще на ряд экспериментальных результатов, следующих зависимости (6.19) [68, 79, 125], которая характерна также для скоростей испарения и диффузии, т. е. процессов, сопутствующих старению полимеров. [c.207] В усложненных случаях, описываемых формулами (6.9) и (6.11), температура обычно влияет на параметры этих формул в линейной или экспоненциальной форме. [c.207] Вернуться к основной статье