ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теплофиэические свойства пенополистирола из "Пенополистирол" Для испытания пенополистирола на деформируемость в водной среде применяли образцы в виде брусков размером 300X20X10 мм, вырезанные в одном направлении плоскости плиты. Их предварительно выдерживали над хлористым кальцием, высушивая до постоянной массы. Для предотвращения смятия пенопласта во время измерения длины образцов на их торцы наклеивали с помощью эпоксидного клея алюминиевые пластинки (размером 20X10X2 мм), имеющие углубление, в которое при измерении длины образцов вставляли опорные металлические шарики диаметром 3 мм. [c.137] Деформируемость пенополистирола изучали при постоянном (непрерывном) и периодическом увлажнении. При постоянном увлажнении образцы полностью погружали в воду с температурой, 20—50 °С и термостатиро-вали. Каждый цикл периодического увлажнения состоял из увлажнения образцов (в течение 96 ч) и высушивания (в течение 72 ч). Циклическим испытаниям подвергали как сухие, так и предварительно увлажненные в течение 1000 ч образцы. [c.137] Исследованию подвергали образцы прессового пенополистирола с кажущейся плотностью 0,014— 0,517 г/см цилиндрической формы диаметром 60 мм. [c.138] Тыре этапа три, на которых происходит последовательное увеличение кажущейся плотности с повышением давления, и четвертый — восстановление кажущейся плотности с уменьшением давления. На первом этапе происходит заполнение водой частично поврежденных пор, находящихся на поверхности образца, а также эластичная деформация всей пористой структуры. Кажущаяся плотность образца с увеличением давления повышается незначительно (до 6%), причем, независимо от числа циклов испытания она изменяется мало. Давление на этом этапе тем больше, чем выше кажущаяся плотность образца. На втором этапе с повышением давления резко увеличивается кажущаяся плотность образца (на 60—75%). Давление на этом этапе практически не зависит от кажущейся плотности материала и составляет 10—15 кгс/см . На третьем этапе сжатия кажущаяся плотность образца пенополистирола плавно приближается к значению плотности невспененного материала. Давление на этом этапе составляет несколько сот атмосфер. [c.139] После достижения определенного давления и последующей выдержки давление постепенно снижали. При изменении давления от 50 до 5 кгс/см кажущаяся плотность образцов не изменялась и только при давлении ниже 2—5 кгс/см скачкообразно уменьшалась. Общее уменьшение кажущейся плотности образца в конце этого этапа тем больше, чем меньше кажущаяся плотность материала. [c.139] Изменение коэффициента трения пенополистирола при его скольжении по стальной полированной поверхности в зависимости от условий трения (температуры, давления на образец, скорости скольжения) можно определять с помощью прибора ТР-2. Прибор позволяет измерять коэффициент трения образца из пенополистирола о стальной диск при температуре от 20 до 300°С и скоростях от 0,9 до 10 м/мин. Испытания проводили на образцах с кажущейся плотностью 20—21 кг/м , которые предварительно термостатировали. [c.139] Значения констант А и В, рассчитанные по методу наименьших квадратов для различных скоростей скольжения приведены в табл. 1У.18. Коэффициент корреляции зависимости = определенный для различных скоростей скольжения, колеблется от 0,965 до 0,990. что подтверждает правильность предполагаемой зависимости коэффициента трения от нормального давления. [c.141] Для оценки вероятности гипотезы о прямолинейном законе связи коэффициента трения и обратной величины нормального давления вычислен показатель достовер-йости, при оценке которого подтвердилась с вероятностью 0,999 принятая гипотеза. [c.141] Увеличение коэффициента трения с ростом давления объясняется тем, что при упругом контакте двух тел площадь фактического контакта пропорциональна нагрузке и зависит от жесткости контактирующих тел и геометрии поверхностей, причем в области малых нагрузок коэффициент трения интенсивно увеличивается, а затем изменяется незначительно. [c.141] Из рис. 1У.40 видно, что в исследованном диапазоне скоростей коэффициент трения увеличивается с ростом скорости скольжения. Зависимость коэффициента тре- ния от скорости скольжения в значительной степени обусловлена температурой поверхностей трения и представляет собой по существу зависимость коэффициента трения от температуры поверхностей трения. [c.141] На рис. 1У.41 приведена зависимость коэффициента трения пенополистирола от давления при различных температурах. Из рисунка видно, что стабилизация коэффициента трения происходит при высоких температурах раньше, чем при низких. С ростом нагрузки коэффициент трения возрастает, стремясь к определенному пределу для каждой температуры, который обусловлен физико-механическими свойствами материала в данных конкретных условиях. Например, при 20 °С и давлении 0,7 кгс/см2 коэффициент трения равен 0,36, а при 105 °С и таком же давлении коэффициент трения не превосходит 0,15. Это объясняется тем, что с повышением температуры выше температуры стеклования пенополистирола резко изхменяются механические свойства полимера падает прочность, возрастает относительное удлинение и т. д., что вызывает значительное уменьшение удельной силы трения. Уменьшение удельной силы трения может быть столь велико, что увеличение фактической площади контакта с ростом температуры не приводит к увеличению силы трения. Это необходимо учитывать при расчетах режимов формования пенопласта непрерывным методом. [c.142] Рассмотрение зависимостей коэффициента трения от температуры и от скорости скольжения позволяет сделать вывод, что с ростом температуры значения коэффициента трения пенополистирола проходят через максимум. Действительно, в исследованном интервале скоростей температура поверхности трения (обусловленная скоростью скольжения) образца, температура которого не превышает 20 °С, не достигает, по-видимому, температуры стеклования полимера и поэтому удельная сила трения остается практически неизменной, а увеличение коэффициента трения происходит в результате увеличения фактической площади контакта. При нагревании образца до температуры, превышающей температуру стеклования, материал размягчается и при этом, как было отмечено выше, из-за большого влияния удельной силы трения коэффицинет трения уменьшается с ростом температуры. [c.142] Развитие во времени усадки пенополистирола носит затухающий характер (рис. 1У.42). На усадку заметно влияют влажность окружающей среды (рис. 1 У.43) и температура. При повышении температуры испытаний усадка возрастает по параболическому закону. [c.143] При кратковременном (в течение 30 мин) нагревании пенополистирола до 100°С почти не происходит объемной усадки при дальнейшем повышении температуры объемная усадка резко возрастает, а при 180—200 °С образцы плавятся. [c.144] Результаты циклических испытаний пенополистирола ПСБ (попеременное охлаждение до —30 °С и нагревание до 50 °С) показали, что в этом случае происходит линейная усадка материала. [c.144] Изменение линейных размеров образцов пенополистирола при температурах О—50 °С характеризуется коэффициентом термического линейного расширения а. Снижение формоустойчивости пенополистирола при повышенных температурах (рис. 1 . 44) в ряде случаев затрудняет определение коэффициента температурного линейного расширения. Поэтому для пенополистирола значения коэффициента а носят приближенный характер з. [c.144] Важным свойством пенополистирола является его огнестойкость. Критерием огнестойкости служит потеря массы образцами после действия огня. Определение огнестойкости пенополистирола проводят по стандартному для всех, теплоизоляционных материалов методу огневой трубы , а также калориметрическим методом. Метод огневой трубы основан на определении продолжительности самостоятельного горения и потери массы образца. По калориметрическому методу горючесть пенополистирола определяется из отношения количества тепла, выделенного в процессе горения образца, к минимальному количеству тепла, необходимому для возгорания материала. Результаты испытания огнестойкости пенополистирола представлены в табл, IV.20. [c.146] К числу теплофизических свойств пенополистирола относится также морозостойкость, определяемая способностью материала, насыщенного водой, сохранять свои свойства после многократного замораживания и оттаивания. Заполняющая поры пенопластов вода при замерзании увеличивается в объеме и оказывает давление на стенки пор. Способность последних не разрушаясь противостоять давлению и характеризует морозостойкость. [c.147] Морозостойкость пенопластов определяют при циклических испытания (25 циклов) образцы замораживаются при минус 17—20°С и оттаивают при 15—18 °С. Показателем морозостойкости пенопластов является отнощение прочности при 10%-ном сжатии после испытания к исходной — коэффициент морозостойкости. Одновременно определяют водопоглощение пенопластов после оттаивания. Результаты определения морозостойкости пенополистирола различных марок представлены в табл. 1У.21. [c.147] Данные, приведенные в таблице, свидетельствуют о том, что прочность пенополистирола ПСБ после испытания почти не уменьшается, а прочность пенополистирола марок ПС-4 и ПС-1 после испытания снижается примерно на 13—15%. С увеличением числа циклов замораживания и оттаивания водопоглощение всех пенопластов увеличивается. [c.147] Вернуться к основной статье