Растрескивание пластиков

В то же время для смесей ударопрочного ПС с ПФО при увеличении концентрации последнего наблюдается возрастание роли деформации сдвига. Для сравнения укажем (рис. 3.21), что типичный ударопрочный АБС-сополимер подвержен растрескиванию только при деформации (линейной) около 2,5%, но и то только в том случае, когда напряжение не менее 27 МН/м . Таким образом, при низких напряжениях и деформациях АБС-пластики деформируются преимущественно вследствие сдвигового течения, в то время как ударопрочный ПС имеет тенденцию к растрескиванию при всех условиях. Однако для АБС-пластиков баланс изменяется с увеличением напряжений и деформаций, и вклад растрескивания в суммарную деформацию возрастает с нуля приблизительно до 85%. Природа матрицы также имеет определенное значение в общем случае можно утверждать, что чем выше пластичность матрицы, тем менее заметно образование микротрещин. Интересно, что для ПВХ, модифицированного АБС-сополимером, вклад растрескивания в деформацию ползучести составляет только 10% [44], что находится в довольно хорошем соответствии с результатами деформационных исследований, рассмотренных выше. [c.96]

Сканирующей электронной микроскопией можно пользоваться для изучения морфологии полимеров, сополимеров, блок-сополимеров, смесей полимеров исследования микроструктуры двухфазных полимеров, полимерных сеток, шероховатых и разрушенных поверхностей, клеев и особенно поверхностей, образующихся при разрушении клеевого шва наполненных и армированных волокнами пластиков органических покрытий (дисперсий пигментов, текучести связующих и их адгезии к пигментам и субстратам, выветривания из-за покрытия продуктами гниения, меления, образования пузырей или растрескивания, а также набухания окрашенных пленок в воде) пенопластов, определения качества пластиков, получающихся экструзией или прессованием. [c.113]

Таким образом, карбамидо- и меламино-формальдегидные пластики обладают многими специфическими свойствами, высокой прочностью и в то же время дешевы. Основными недостатками карбамидо-формальдегидных полимеров и пластмасс на их основе являются склонность к растрескиванию в результате протекающих в готовом изделии химических реакций и выделения воды и формальдегида, а также недостаточная водостойкость. Смешанные карбамидо-меламино-формальдегидные полимеры или чисто меламино-формальдегидные этим недостатком почти не обладают. [c.44]

Как и в случае компаундов, наиболее распространенным и важным видом макроскопических дефектов в армированных пластиках является нарущение сплошности, проявляющееся в образовании пор и трещин. Появление трещин связано с внутренними напряжениями, описанными выше. Как и следует ожидать, трещины образуются прежде всего на границе раздела и по линии кратчайшего расстояния между волокнами. В наибольшей степени подвержены растрескиванию крупные включения связующего, причем в этом случае трещины развиваются на границе включения с волокном. В эпоксидных пластиках до нагружения трещины появляются довольно редко как правило, их образование связано с неправильным выбором полимера или слишком высокой температурой отверждения. Однако после даже сравнительно небольшого термостарения, не приводящего к значительной потере прочности, может образоваться пространственная сетка трещин, в результате чего материал становится негерметичным, хотя общая доля объема, занимаемая трещинами, невелика и не может быть обнаружена обычными методами. [c.216]

Известные методы испытаний в значительной степени универсальны и пригодны для любых пластиков. С их помощью можно определять влияние на стойкость материала к растрескиванию параметров сырья, конструктивных особенностей оборудования, используемого для переработки сырья в изделия, режима переработки, вида переработки, режима окончательной обработки изделия, формы изделий и т. д. [c.255]

Исследование разрушения армированных пластиков [618, с. 274] показало, что их прочность в.первую очередь определяется прочностью наполнителя и взаимодействием армирующих волокон с полимерной матрицей. Особое значение имеют дефекты различного вида. Если в идеальном случае разрушение материала обусловливается местным растрескиванием связующего и разрывом волокон, то в реальных системах большую роль играют различные дефекты. [c.299]

Для полимеров характерно старение — изменение структуры со временем, сопровождающееся изменением механич. характеристик. Старение может вызываться как химич. процессами (в основном деструкцией), так и структурными перестройками, напр, медленной кристаллизацией. Одним из проявлений старения является растрескивание полимерных материалов, т. е. появление на поверхности изделий и в объеме нарушений сплошности материала, происходящее при незначительных внешних напряжениях или даже в нена-груженном материале. Растрескивание вызывается внутренними напряжениями, обусловленными структурной неоднородностью полимерных материалов и возникающими в процессе получения изделия и его эксплуатации. В массивных изделиях из пластиков, особенно армированных, важную роль в возникновении внутренних напряжений играют градиенты температур, появляющиеся в изделии при изменении температуры среды. [c.118]

Многие пластики подвергаются комбинированному воздействию длительных напряжений и жидкостей или паров. Наблюдаемый при этом эффект ухудшения механических характеристик называют растрескиванием под влиянием внешних напряжений. Напряжение может быть статическим или периодически изменяющимся. Существенно то, что действующие на полимер жидкости или пары могут не быть ни растворителями для данного полимера, ни даже просто активными агентами набухания. Довольно часто растворы поверхностно-активных веществ могут вызывать разрушение при низких уровнях напряжения. Как правило, растрескивание под влиянием внешних напряжений уменьшает длительность периода ползучести до наступления разрушения. [c.360]

Четвертой особенностью растрескивания при одновременном действии напряжения и окружающей среды является наличие агентов, увеличивающих чувствительность материала к растрескиванию. Иногда их присутствие очевидно (если, например, в бутыли из пластика находится поверхностно-активное вещество), а иногда вредное влияние окружающей среды на растрескивание установить трудно. Так, если быстрое растрескивание корзинки для бумаг из полиэтилена в местах переплетения еще можно отнести за счет смазки, используемой при формовании, то в ряде случаев причину быстрого разрушения нельзя установить даже предположительно. Тогда необходим особо тщательный анализ всех факторов, действию которых подвергается изделие, чтобы выяснить, какой именно тип разрушения имел место разрушение под действием окружающей среды, тер- [c.334]

Подготовка к испытаниям проводилась следующим образом. Образец находился в теченне 30 мин в дистиллированной воде при 100 С, затем он охлаждался до 23 °С и выдерживался при этой температуре 24 ч. Все остальные условия кондиционирования соблюдались согласно Временному методу испытаний этиленовых пластиков на растрескивание при одновременном действии напряжения и внешней среды . Ниже приведена стойкость к растрескиванию fso образцов в зависимости от способа охлаждения их от 100 до 23 °С [c.343]

Валки отливаются из качественного чугуна в кокиль рабочая часть валка (бочка) подвергается быстрому охлаждению и закаливается с поверхности на глубину 20 мм. Этим обеспечивается высокая поверхностная твердость бочки (Яд > 3000 н/мм ) при достаточно вязкой и прочной сердцевине. Недостатком чугунных валков является их склонность к растрескиванию при резком изменении температурного режима. Для переработки пластиков резкие колебания температур не характерны (так как весь процесс валь- [c.180]

Алкидные пластики без наполнителя 5 Сопротивление разрыву и ударная прочность понижаются. Замечается растрескивание [c.462]

Старение вызывает ухудшение эксплуатационных свойств пластмассовых изделий, а также их растрескивание. Поэтому сопротивление старению является важнейшим критерием качества. Его оценка проводилась фактически с момента появления полимерных материалов. Однако стандартных методов сравнительно немного. Некоторые специальные испытания описаны в монографиях Хевиленда [197], Грасси [68], Долежала [79 Мадорского [125] и в других изданиях [46, 133, 139, 80 Известные методы предполагают оценку старения под воздействием искусственных или естественных факторов. Чаще прибегают к испытаниям на тепловое старение, которое вследствие простоты традиционно используются для контроля стабильности и качества пластмасс [223]. Установлено [223, 248], что эти испытания хорошо моделируют реальные условия эксплуатации изделий. Например, термостабильность поливинилхлоридных пластиков контролируется по ГОСТ 14041—68. Сущность метода заключается в определении продолжительности нагрева образца до начала выделения хлористого водорода, вызывающего изменение окраски индикаторной бумаги конго красный . За результат испытаний принимают среднее арифметическое двух определений, расхождение между которыми не должно превышать 3 мин. [c.269]

Что же касается деформационно-прочностных свойств упрочненных каучуками пластиков при растяжении и ударе, то основным механизмом поглощения энергии, по-видимому, является растрескивание. Усталостные явления в этих материалах, по крайней мере качественно, вероятно определяются теми же эффектами, которые проявляются при растягивающих и ударных нагрузках. [c.98]

Текстолит — слоистый пластик коричневого цвета с характерной волокнистой структурой. Текстолит получают методом горячего прессования хлопчатобумажных тканей, пропитанных бакелитовыми смо-ла.ми. Обрабатывается резанием и штампованием. Выпускается марки А (с повышенными электрическими характеристиками) и марки Б (с повышенными механическими свойствами) в виде плит, листов и стержней. Обладает высокой ударной вязкостью и стойкостью к истиранию. Из него изготавливаются каркасы контуров и катушек трансформаторов, расшивочные панели и другие установочные детали. Недостатки — существенное возрастание диэлектрических потерь из-за гигроскопичности в результате растрескивания бакелита, высокая стоимость. [c.31]

Рис. 3.25. Электронная микрофотография ультратонкого среза, сделанного параллельно помутневшей поверхности, промышленного АБС-пластика [темные области — частицы каучука и линии растрескивания (микротрещины), прокрашенные тетраоксидом осмия] [593].

Приведенные выше данные позволяют считать, что ударная прочность пластиков, модифицированных каучуками, определяется относительной значимостью растрескивания и пластичности, вызываемых эластомерными включениями , а также другими параметрами, например характеристиками каучуковой фазы (см. ниже). Выше, однако, отмечалось, что нельзя количественно экстраполировать результаты испытаний при низких скоростях деформирования на испытания при высоких скоростях деформирования. Исследования механизмов деформирования при высоких скоростях нагружения, несмотря на трудности, связанные с их выполнением, должны в конечном счете принести плоды. [c.104]

В любом случае наличие большого числа коротких микротрещин, связанных с частицами каучука, может вызвать прекращение, замедление роста или разветвление трещины, которая в противном случае могла принять катастрофические размеры. Наименьший эффективный размер частиц, разумеется, зависит от выбора полимерной системы чем сильнее выражена тенденция к развитию сдвиговых деформаций по сравнению с растрескиванием, тем меньше этот минимальный размер, по крайней мере для АБС-пластиков и ударопрочного ПС [146]. Если полосы сдвига в образце не могут препятствовать росту трещины, то для эффективного обрыва микротрещин и трещин, по-видимому, необходимы частицы большего размера. [c.106]

Химически активные среды влияют на прочностные свойства. материалов еще сильнее, чем физически активные. Эффект бывает настолько значительным, что разрущение напряженных материалов при одиовременнэд 1 воздействии химически активной среды часто рассматривалось как явление, не связанное с прочностными свойствами тел,—как качественно иной процесс. Так, например, при действии озоиа на растянутую резину скорость процесса разрушения может при определенной концентрации О , увеличиваться в сотни тысяч раз пэ сравнению со скоростью разрушения в отсутствие озона. Не раз высказывавшаяся одним из авторов и пpэвэдчмi л в этой книге идея о сходстве процессов коррозионного разрушения и статической усталости в последнее время начинает получать все более широкое распространение. Так, например, высказывается мнение, что существует аналогия между озонным растрескиванием резин и растрескиванием пластиков иод влиянием механических напряжений . В одной из японских работ процесс развития озонных трещин в растянутой резине описывается с помощью такого же метода и аналогично тому, как это делается при рассмотрении развития трещин в процессе хрупкого разрыва твердых тел . [c.250]

Растрескивание под влиянием ([ чзическп активных (в частности, поверхностно-активных) веществ в значительно болыне степени проявляется на напряженных пластиках. [c.249]

Ониеаио растрескивание напряженных пластиков в следующих средах [c.249]

Создание поверхностных сжимающих наиряженш путем наклепа металла илп закалки стекол и пластиков используется как метод увеличения их сопротивления образованию трещии и повышения прочностн. Сопротивление резин озонному растрескиванию может сыть повышено аналогичным образом—путем создания сжимающих напряжений при набухании поверхностного слоя резины или чисто механическим путем. Во всех случаях при наличии деформации растяжения трещины развиваются перпендикулярно направлению действующей силы. На рис. 149 показан внешний вид образцов резин, подвергнутых деформации кручения в присутствии озона, подтверждающий это положение. Аналогичный вид имеют коррозионные трещины, образующиеся на 18—2505 [c.273]

Исследование растрескивания полимерных материалов, ка-жупщхся хрупкими, таких, как полистирол или сополимеры стирола с акрилонитрилом, показало, что они в действительности обладают чрезвычайно высокой стойкостью к ударным нагрузкам в очень тонких слоях вблизи поверхностей раздела фаз или областей образования волосяных трещин. Вследствие низкого значения объема, в котором у этих полимеров происходит поглощение энергии, их промышленное использование ограничено. Изучение характеристик сополимеров АБС и ударопрочного полистирола указывает, что введение диспергированной фазы каучука с подходящими характеристиками может повысить ударную вязкость композиции в десятки раз, по-видимому, вследствие увеличения объема, поглощающего энергию в пластике. Основные существующие теории повышения ударной вязкости хрупких полимеров при введении в них каучуковой фазы весьма ограничены в объяснении наблюдаемых явлений. Высказано предположение о том, что повышение ударной вязкости при введении каучуковой фазы связано с динамическими ветвлениями трещин на частицах каучука по механизму, предложенному Иоффе [c.157]

Сравнение свойств электроизоляционных материалов, изготовленных из полиэтилена высокого и низкого давления, проведенное Лурн и Снайдером [856], показало, что полиэтилен низкого давления имеет значительные преимущества перед полиэтиленом высокого давления он имеет лучшую морозостойкость, меньше деформируется при тех же температурах, более устойчив при механических напряжениях, устойчив к растрескиванию, имеет вдвое большую прочность на разрыв, в связи с чем изоляция из него может иметь более тонкие стенки. Разработана электропроводящая полиэтиленовая композиция (10—40% полиэтилена, 20 —60% полиизобутилена с мол. в. —100 ООО, 20—50% ацетиленовой сажи, О—5% стеариновой кислоты и О—5% микрокристаллического воска [882]), электропроводящие пластики на основе полиэтилена, включающие различные металлы [1262], и композиция, применяемая в качестве поглотителя ультразвуковых волн, состоящая из 5—30% графита, 30—50 о полиэтиле- а и необходимого количества 5102 или АЬОа [883]. [c.247]

В отличие от растрескивания под действием поверхнсстно-активных веществ растрескивание в присутствии растворителей существенно не столько для полиэтилена, у которого оно наблюдается в ограниченном количестве случаев, сколько для многих других пластиков, особенно таких, как полистирол и акрильные смолы. Так как при этом существенную роль играет набухание, то эффективность различных жидкостей в качестве агентов, вызывающих растрескивание, различна для разных полимеров в за-висимссти от их химического строения . Для полиэтилена наиболее активными агентами являются ароматические углеводороды и некоторые органические хлорпроизводные , в то время как, для полистирола наиболее активными являются петролейный эфир, метанол, животное масло, ланолин. Для растрескивания под действием растворителей так же, как и под влиянием поверхностно-активных веществ, необходимо наличие напряженного состояния 11 112, 113 однако нет указаний на то, что оно обязательно должно быть сложно-напряженным. [c.361]

Необходимое напряжение может создаваться различными путя-ми18, 127. помощью механических сил, приложенных извне, в результате ориентации или усадки в процессе формования и вследствие неоднородного охлаждения. Рассел" считает, что в метилме-такрилате при полимеризации в области температур ниже температуры стеклования много молекул будет оставаться в напряженном состоянии. Обычно напряжение, ответственное за растрескивание, является результатом не какого-то одного фактора, а суммирования многих фактсров . Для появления трещин в сравнительно мягких пластиках, таких, как полиэтилен типа I, недостаточно внутренних напряжений, возникающих при изготовлении образца необходимо добавление к ним напряжений, приложенных извне. У жестких полимеров, таких, как полистирол, иногда бывает достаточно для растрескивания имеющихся в них внутренних напряжений 21. [c.361]

Осознание того факта, что растрескивание является общей для многих полимеров реакцией на приложенное напряжение, позволяет легче понять возможную роль включений каучука в упрочнении хрупких пластиков. Один из первых механизмов упрочнения был предложен Мерцом с соавторами [621], обратившими внимание на то, что растяжение образца ударопрочного ПС сопровождалось его помутнением. Эти наблюдения привели к предположению [c.99]

Таким образом, прямым методом было показано, что в модифицированных каучуками пластиках микротрещины первоначально образуются на межфазной границе каучук — матрица и лежат в плоскости, перпендикулярной направлению действия напряжения. Эти результаты вполне согласуются с макроскопическими модельными исследованиями Матсуо [601], который использовал в качестве модели каучуковые шарики, содержащие полистирол (аналогия с морфологией АБС-пластиков), Как и ожидалось, было обнаружено, что экваториальные микротрещииы образуются в напряженном состоянии когда шарики располагаются близко друг от друга, становится возможным взаимодействие полей напряжений, что приводит к более интенсивному растрескиванию в областях между шариками. Последнее свидетельствует о том, что основная функция частиц каучука заключается в том, чтобы вызвать образование большого числа мелких микротрещин, рассеивая таким образом энергию и предотвращая формирование критической трещины. Если частицы каучука располагаются достаточно близко друг от друга, взаимодействие полей напряжений может привести к возникновению большего числа микротрещин и, следовательно, к возрастанию общей энергии разрушения. [c.102]

Как показали Бакналл и др. [145, 146, 150, 152], растрескивание не всегда является доминирующим механизмом деформирования. Например, в АБС-пластиках более существенную роль по сравнению с ударопрочным ПС в развитии деформации играет [c.103]

Сдвиговая текучесть важна по двум причинам. Во-первых, она способствует эффективному рассеянию энергии (возможно, более эффективному, чем при растрескивании, при котором также развиваются существенные сдвиговые деформации, но образуется ослабленная структура). Во-вторых, как показал Бакналл для смесей ударопрочного ПС с ПФО [150], полосы сдвига могут ограничивать развитие микротрещины, и, по-видимому, тормозить прорастание через микротрещины макротрещины. Такой эффект был обнаружен и для стеклообразных полимеров [440, 665]. Таким образом, сдвиговые полосы по своей способности ограничивать рост трещин в некоторой степени аналогичны каучуковым вкраплениям. Эти наблюдения находятся в соответствии с данными о том, что для ударопрочного ПС, деформация которого определяется исключительно растрескиванием [150], оптимальное упрочнение достигается при размерах частиц каучука (10—20 мкм) значительно больших, чем для АБС-пластиков (ж1 мкм) в деформировании которого более существенную роль играет текучесть . [c.104]

Хотя многое в механизме упрочнения пластиков каучуками остается еще невыясненным и достаточно подробно изучено всего лишь несколько систем, обычно при низких скоростях деформиро-вадия, резюмируя, можно отметить некоторые важные черты. Эластомер должен иметь достаточно низкую Тд с тем, чтобы при рассматриваемых скоростях нагружения оставаться в высокоэластическом состоянии и вызывать в матрице растрескивание и пластическую деформацию. Концентрация, размер частиц и состав фазы каучука должны быть таковы, чтобы большое число мелких микротрещин могло возникнуть и взаимодействовать или разветвляться в матрице, а не в самих частицах каучука и чтобы уже растущие трещины или микротрещины при взаимодействии с этими частицами прекращали свой рост или разветвлялись. Что же касается матрицы, то, очевидно, даже незначительная ее пластичность в огромной степени повысит роль сдвиговой текучести по сравнению с менее эффективным растрескиванием. [c.110]

После этих испытаний твердый образец, отнесенный к термопластам, можно подвергнуть испытанию на изгиб, характер которого свойственен определенным видам полимеров. Для этого один конец образца размером 10 X 100 X 2 мм (при сравнительных испытаниях желательно иметь образцы одинаковых размеров) зажимают в тиски или лабораторный зажим и изгибают под прямым углом. Образцы из полиэтилена, АБС-пла-стика (акрилонитрилбутадиенстирольного пластика) изгибаются и сохраняют изгиб образцы из полистирола изгибаются с растрескиванием в месте изгиба и сохраняют изгиб образцы из полиметилметакрилата и сополимера стирола с метилмет-акрилатом растрескиваются при изгибе образцы из жесткого поливинилхлорида, сополимеров этилена с пропиленом, композиции из смеси АБС-пластика и поливинилхорида легко изгибаются и выпрямляются образцы из политетрафторэтилена и [c.7]

Основными недостатками полистирола являются хрупкость, низкая теплостойкость и склонность к растрескиванию. С целью улучшения его свойств в настоящее время разработано несколько способов модифицирования полистирола. Повышенной по сравнению с пол истиролом теплостойкостью обладают сополимеры стирола с другими мономерами метилметакрилатом, акрилонитрилом, а-ме-тилстиролом. Совмещением полистирола с синтетическими каучу-ками [59, с. 138 60] получают материалы с повышенной стойкостью к ударным нагрузкам, которые называются ударопрочными поли-стиролами. АБС-пластики представляют собой трехкомпонентную систему на основе стирола, акрилонитрила и полибутадиенового или акрилонитрил-бутадиенового каучука. На долю ударопрочного полистирола и АБС-пластиков приходится 60—70% общего мирового производства полистирольных пластмасс. [c.63]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология