ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Поглотители ультрафиолета из "Полимерные пленки" Однако часто бывает трудно предсказать степень выраженности свойства материала — тогда разрабатывается испытание, предназначенное для конкретного продукта. [c.35] В общем случае механические свойства можно разделить на измеряемые в испытаниях при растяжении и на удар, хотя существует множество других тестов, таких как испытания на отрыв, на истирание и адгезию. В формировании механических свойств большое значение играет морфология пленки [21]. Морфология пленки, в свою очередь, тесно связана с ключевыми параметрами технологии ее производства [8]. [c.35] Если полиолефиновая пленка существенно растянута, то ориентация ее кристаллической структуры становится значительной и полимер будет более твердым. Морфология может варьироваться от конфигурации складчатых цепей до комплексов с выпрямленными цепями. Связующие молекулы становятся полностью выпрямленными и дальнейшая деформация невозможна вплоть до разрыва пленки. Деформационное упрочнение определяет предел полезного растяжения пленки, поскольку ее упругость утрачивается. Кривая зависимости напряжения от деформации для ЛПЭНП, на которой видны области пластической деформации и деформационного упрочнения, показана на рис. 1.12. [c.36] Ползучесть — это деформация образца под действием постоянного напряжения. Полиолефиновые пленки, подвергающиеся давлению в течение длительного периода, постепенно вытягиваются. Полз) есть является свойством, дополняющим свойство релаксации напряжения, и те же самые молекулярные характеристики усиливают сопротивление ползучести. Механизм ползучести схематически представлен на рис. 1.13 под действием постоянной нагрузки молекулы постепенно скользят одна относительно другой, в результате чего возникает удлинение. [c.37] Когда к пленке давление прилагается на короткое время, она может прорваться. Это похоже на относительное удлинение при разрыве за исключением того, что пленка будет испытывать двухосное растяжение. Испытание на прочность на разрыв может оказаться более важным, чем испытание на растяжение. [c.37] Пленки часто ломаются по сдвигу, а не по натяжению. Можно провести испытание пленки на разрывной машине таким образом, чтобы деформация происходила в сдвиговом режиме. Для задания направления раздира в пленке можно сделать надрез. Геометрия и условия испытания определены в соответствии со стандартами [22]. [c.38] Это испытание на краткий удар, в котором образец закрепляется в маятниковом копре и подвергается быстрому растягивающему усилию при ударе маятника по держателю образца. Тест на ударное растяжение применяется для испытания пленок, тогда как другие виды маятниковых ударных тестов, например, тесты по Изоду и Шарпи требуют более жестких образцов. В тесте на ударное растяжение можно задать более высокую скорость деформации, чем при использовании традиционных устройств для испытания на растяжение. [c.38] Динамическими называют условия, при которых внешнее воздействие на пленку изменяется по величине и знаку (циклические напряжения). В таких условиях материал находится в неравновесном, нерелаксированном состоянии, и это можно использовать для определения вязкоупругих свойств. Вязкие или зависящие от времени свойства не фазированы с напряжением, тогда как упругие или мгновенные свойства находятся в фазе с напряжением. Находящееся в фазе свойство называется динамическим модулем, поскольку в этом случае упругая энергия сохраняется и может высвободиться после снятия напряжения. Свойство, находящееся не в фазе, называется модулем потерь, поскольку энергия в процессе вязкого течения переходит в тепло. Такие свойства обычно измеряются в зависимости от температуры и/или частоты. Температуру и частоту можно объединить в едином температурно-временном преобразовании, тогда свойства могут быть измерены в пределах реального времени [23]. На рис. 1.14 показаны кривые анализа механических свойств для ПП. [c.38] Кристалличность полиолефина в пленке можно наблюдать с помощью оптического микроскопа, используя поляризованный свет. Пленка должна быть очень тонкой, хотя в случае толстых пленок можно использовать отраженный свет. Микроскоп можно сочетать с нагревательным устройством, чтобы наблюдать явления кристаллизации и плавления. [c.40] С помощью СЭМ можно изучать морфологию пленки, но обычно образец предварительно протравливают при этом аморфные области модифицируются сильнее, чем кристаллические или же один компонент в смеси вытравливается быстрее другого. Отжиг создает новую топографию поверхности, которую можно наблюдать с помощью СЭМ. Следует принимать меры, чтобы электронный пучок не повредил поверхность или не создал артефактную структуру. [c.40] Поверхность полиолефиновой пленки может нести информацию об объеме. Рост кристаллов и другие неоднородности на поверхности, которые могут возникать при изготовлении и обработке, например, коронным разрядом, можно исследовать с помощью АСМ. Можно изучать изменение твердости или трения по поверхности, имеющие место в смесях. На рис. 1.16 приведено полученное с помощью АСМ изображение поверхности ЛПЭНП-пленки, полученной экструзией с раздувом рукава. [c.40] ДСК применяется для измерения температур кристаллизации и плавления полиолефинов, а также энтальпий кристаллизации и плавления. Результаты, показанные нарис.1.17, позволяют зафиксировать, охарактеризовать и измерить кристалличность [24]. Термическую историю и механические напряжения в пленке можно изучать по отклику ДСК на плавление и кристаллизацию [25]. Температура кристаллизации возрастает при образовании центров кристаллизации, поэтому может быть определена эффективность введенных веществ, стимулирующих этот процесс. Кристаллическая структура зависит от условий изготовления и обработки, например, ориентирования, и это можно определить, анализируя плавление полиолефина при нагревании. [c.40] В ТМДСК на образец действует осциллирующая сила, но в данном случае — это запрограммированная температура. Отклик может быть разрешен в обратных или необратных удельных теплоемкостях. Перекристаллизацию, изменение расположения кристаллитов и плавление можно исследовать одновременно. Это имеет большое значение для понимания сбалансированности морфологии полиолефинов после различных способов переработки, обработки и дополнительного термического воздействия [26]. [c.42] Инфракрасная спектроскопия является удобным методом для идентификации полиолефиновых пленок. Основные классы полиолефинов легко распознаются. Детальная расшифровка инфракрасного спектра позволяет различить даже очень близкие структуры. Косвенным образом можно измерить степень разветв-ленности и кристалличности [27]. [c.42] Можно идентифицировать смеси полиолефинов, а если известны компоненты, то можно осуществить и количественный анализ. Слои, составляющих слоистый материал, можно идентифицировать после разделения слоев или с помощью анализа торца пленки, если использовать инфракрасный микроскоп. [c.42] С помощью инфракрасной спектроскопии поверхности можно определять поверхностные химикаты-добавки, такие как глицерилмоноолеат, полиизобутилен и вещества, улучшающие скольжение, а также результат обработки коронным разрядом. Распространенным методом является многократное нарушенное полное внутреннее отражение применяются также методики зеркального отражения и отражения под углом скольжения, с помощью которых инфракрасный спектрометр можно использовать для исследований в области химии поверхности. На рис. 1.18 показана схема анализа поверхности полимера с помощью многократного нарушенного полного внутреннего отражения. [c.42] Угол падения инфракрасного пучка на поверхность элемента нарушенного полного внутреннего отражения (изготовленного, как правило, из селеНида цинка или германия), а также длина волны инфракрасного света определяют глубину проникновения пз ка в поверхность пленки. Небольшая глубина проникновения обеспечивает получение спектров, весьма чувствительных к поверхностным химикатам-добавкам или модификации поверхности. [c.42] Толщину называют также калибром . В процессе производства должна достигаться однородность по толщине. Обычно к пленкам относят изделия толщиной 250 мкм при большей толщине используется термин лист . Иногда пленки могут иметь толщину 10-20 мкм, а отдельные слои в многослойных пленках могут быть толщиной всего 5 мкм. [c.43] Полиолефины неполярны, поэтому они особенно эффективны для защиты от влаги. Их стойкость против жидкой воды не обязательно распространяется на стойкость к пару или влаге. ПЭВП пленка наиболее устойчива к действию водяного пара, поскольку молекулам газа трудно диффундировать через кристаллическую структуру. [c.43] Вернуться к основной статье