Испытание полимеров на ползучесть

Испытания полимеров на ползучесть [c.50]

Технические характеристики некоторых отечественных и. зарубежных машин для испытания полимеров на ползучесть приведены в табл. 5.1. [c.53]

Динамические характеристики оптико-механических свойств полимеров в значительной мере мог т отличаться от статических из-за влияния временного фактора. Так, при действии кратковременных имульсных нагрузок процессы, связанные с регистрацией в модели оптической картины полос, длятся от нескольких микросекунд до сотен микросекунд. В этом случае обычные квазистатические испытания на ползучесть и релаксацию напряжения не могут отражать сути происходящих при динамическом воздействии явлений, протекающих в полимерном материале. [c.254]

Приборы для испытания полимеров на ползучесть [c.61]

Испытание на теплостойкость аналогично испытанию на ползучесть, за исключением того, что температура в первом случае повышается с постоянной скоростью. При температуре размягчения или теплового коробления полимер начинает заметно деформироваться в узком температурном интервале. [c.193]

Реакция полимера на механическое воздействие зависит от температуры, продолжительности воздействия, молекулярного строения, морфологии и состава. В этом разделе рассмотрены различные факторы, в том числе молекулярная (и сегментальная) подвижность, определяющие те состояния, в которых могут существовать полимеры. Коротко обсуждены исследования вязкоупругих свойств при малых деформациях методами динамической механической спектроскопии, релаксации напряжения и испытаний на ползучесть. Для сопоставления большого числа экспериментальных данных и предсказания свойств полимеров при различных временах механического воздействия и температурах используется принцип температурно-временной суперпозиции. Более подробное изложение затронутых вопросов можно найти в оригинальных работах, в которых, кроме того, описаны и другие методы исследования полимеров, например, дилатометрия, ЯМР, метод диэлектрической релаксации. [c.32]

По испытаниям на ползучесть предложено определять время начала разрушения полимера, исходя из энергетических характеристик [33]. [c.266]

Испытания полимеров при растяжении. Испытания резин проводятся в условиях действия постоянного растягивающего напряжения на приборе с фигурным рычагом типа улитка , позволяющем одновременно испытывать четыре образца Можно проводить испытания при разных напряжениях и одной концентрации агрессивной среды и при разных концентрациях и одном напряжении. В первом случае определяется относительная долговечность Д = = Тн/Тд или относительная ползучесть П = eje образца, во втором случае — порог концентрации Рс- [c.223]

Другой пример обработки результатов испытания на ползучесть приведен в работе . В этом случае ползучесть некоторых полимеров протекает с упрочнением их структуры, а следовательно, с затухающей скоростью деформирования. Ползучесть полимеров, протекающая с упрочнением их структуры, в некоторых случаях может быть описана следующим уравнением [c.143]

Только те методы испытания механических свойств пластмасс удовлетворяют запросы практики, которые Обеспечивают оценку свойств в нужной области значений температур и напряжений. По результатам измерений при одном напряжении и одной температуре нельзя судить о том, как поведет себя материал при изменении этих условий, поэтому необходимо проводить испытания при различных напряжениях и температурах. Использование общих закономерностей поведения полимеров позволяет сократить до минимума число необходимых опытов. Так, кратковременные испытания на ползучесть могут быть, как уже отмечалось, ограничены опытами при четырех различных условиях. [c.70]

В гл. П1. говорилось, что основными видами механических испытаний полимеров являются снятие кривых нагрузка — удлинение, ползучесть, релаксация напряжений и динамические испытания в синусоидальном режиме нагружения. Основные закономерности свойств [c.144]

Выше в главе первой были освещены некоторые методы механических испытаний полимеров (например, испытаний на ползучесть, релаксацию, механических испытаний, направленных на получение диаграмм а е в различных условиях, циклических и термомеханических испытаний). [c.158]

Данные по ползучести полимеров могут быть графически представлены различным образом. В основ ном кривые ползучести, полученные в результате стандартных испытаний при различных нагрузках, строят в координатах деформация — время. Наиболее легко измеряется ползучесть полимеров при растяже- [c.108]

Например, прибор типа ТА 4000/ ТМА 40, в котором предусмотрено испытание образцов на ударное сжатие, инденторное внедрение, трехточечный изгиб и динамическое растяжение, обеспечивает определение коэффициента линейного расширения полимеров в температурном диапазоне от -100 до 300 "С, твердости образцов при нагрузке 2Н, ползучести материалов при длительной экспозиции, поведения полимеров при знакопеременной нагрузке контролирует температурную зависимость деформации образцов, что позволяет точно установить пороговую температуру начала разориентации кристаллических образований в полимерах [8]. [c.373]

Чтобы учесть релаксационные свойства полимеров, необходимо найти связь между скоростью движения диффундирующей частицы V в уравнении (7.6) и параметрами модели, позволяющей описать термодинамические свойства полимеров и их реакцию на внешнее воздействие (динамическое и статическое). В качестве такой модели рассмотрим частный случай модели, представленной на рис. 5.2. Эта упрощенная модель представляет собой параллельное соединение двух элементов Александрова— Лазуркина, изображенное на рис. 7.1. Выбор такой модели диктуется тем, что она позволяет описать два перехода (а- и у-переходы), которые имеют место во всех полимерах при динамических испытаниях, основные особенности кривых релаксации напряжения (ползучести) и термодинамические свойства. [c.217]

Нагревание. Мы уже отмечали, что действие температуры вызывает в полимерах более активное движение молекулярных групп и это повышает текучесть материала. Проведение испытаний при повышенных температурах позволило нам предсказать поведение материала (ползучесть и релаксацию напряжений) в условиях долговременных испытаний при пониженных температурах. Однако повышать температуру следует осторожно, поскольку длительное нагревание может ускорить, старение полимера, т. е. вызвать иные эффекты, нежели те,. [c.189]

Характер разрушения склеенных соединений зависит от продолжительности и скорости приложения нагрузки. При быстром приложении нагрузки к соединениям на эластичных клеях разрушение происходит на границе клей — склеиваемый материал. При медленном росте нагрузки или ее постоянстве подобные клеи склонны к ползучести, которая обусловлена повышенной деформируемостью эластомеров. Разрушение в этом случае будет проходить по клеевой пленке. При испытании клеевых соединений на прочных и жестких клеях под действием длительных ста тических нагрузок разрушение происходит преимущественно по границе раздела клей — склеиваемое вещество, где концентрируются наибольшие остаточные напряжения, а способность к ползучести у жестких полимеров невелика. [c.33]

Как физически, так и химически активные среды оказывают влияние на ползучесть полимеров под нафузкой. Под действием химически активных сред может происходить деструкция полимеров, причём ползучесть иногда мало отличается от ползучести в физически активных средах, например, в воде, но долговечность резко снижается. Снижение долговечности происходит по более сложным законам, чем при испытаниях в воздухе. [c.117]

Главной проблемой при ударных испытаниях пластмасс является подбор таких условий эксперимента, которые бы наиболее точно моделировали реальные условия работы материала. В предыдущей главе обращалось внимание на то, что характер зависимости напряжений от деформаций на начальном участке в основном определяется скоростью нагружения, его длительностью и температурой. От этих же факторов существенно зависят и прочностные свойства пластмасс. Вообще говоря, оценки полимеров, полученные при низкоскоростных испытаниях, могут совершенно не совпадать с резуль-тата.ми высокоскоростных испытаний. Тем не менее следует ясно представлять, что поведение материала при ударных нагрузках — это только крайний случай проявления его механических свойств, другой крайний случай имеет место при долговременных испытаниях образца на ползучесть. Поэтому всякое качественное объяснение поведения материала при высокоскоростных деформациях должно согласовываться с результата.ми испытаний этого материала в самом широком диапазоне длительностей воздействия. [c.380]

Второй вид памяти полимеров на нагрузку принципиально отличается от только что рассмотренного. Он был выявлен экспериментально нри испытании хлопковых, ацетатных и найлоновых волокон. Например, исследовалась ползучесть при 26° С ацетата целлюлозы, содержащего 40% пластификатора (рис. 58). Образцы, растянутые на 25 и 53%, подвергались проверке на восстановление деформаций носле разгружения при той же температуре 26° С (рис. 59). При нагревании образцов до 70° С деформации полностью восстанавливались. Из этих данных можно сделать два важных заключения 1) долговечность полимера (время до разрушения) является функцией напряжения 2) необратимые деформации при ползучести являются вынужденноэластическими. Первое заключение подтверждает уравнения (III, 20) и (III, 21). Второе заключение подтверждает наше толкование явлений тренировки (рис. 57). [c.132]

Однако и в полимерах, если они не сильно ориентированы и вклад разрывов межмолекулярных связей в развитие разрушения значителен, разделение вклада актов разрушения и деформирования в процесс ползучести по его кинетике становится уже очень сложной задачей, сравнимой с подобной же задачей для случая испытания кристаллов. С этой точки зрения предположения о большой роли разрывов межмолекулярных связей и перегруппировок в развитии деформирования и разрушения неориентированных и высокоэластических полимеров вполне обоснованны [190, 191, 563—566, 1006]. Экспериментальная задача разделения вклада актов деформирования и разрушения в этом случае, конечно, еще более сложна, чем в случае опытов с высокоориентированными полимерами. [c.531]

Гэ [I + ехр 2у(Гэ-Гмакс)] Ту + Гэ Формулы (И. 83), (П. 85) и (П. 87) позволяют определить время, требующееся для проведения ускоренных испытаний таких важных для техники полимерных материалов, как ПММА, ПС, ПЭ, политетрафторэтилен (фторопласт марки Ф-4), стеклопластики на основе эпоксидной и полиэфирной смол типа СВАМ и КАСТ при статических нагрузках (в случае релаксации напряжения и ползучести). На основании исследований механических релаксационных явлений в твердых полимерах разного строения нами установлено, что для описания их процессов ползучести при умеренных температурах и нагрузках может быть использовано уравнение типа [c.180]

Физические свойства определены, если Известны функций П (i) илй R (t), связанные с функциями К (t) м (t) и упругими постоянными. Указанные характеристики можно получить при испытаниях образцов в заданных режимах нагружения (проще "всего при испытаниях на ползучесть). Опыты показывают, что в начальный момент времени после нагружения полимера скорость деформации ползучести весьма велика, и можно считать, что при t — О dddt = оо. Затем в течение некоторого промежутка времени скорость уменьшается и, если напряжения достаточно малы (а < ai), может стать равной нулю, что означает прекращение роста деформации ползучести (рис. 1,1). Определение наибольшего уровня напряжений, при котором ползучесть данного полимерного материала ограничена (кривая /), имеет важное практическое значение, так как только до этого уровня можно нагружать конструкции, чтобы их размеры в процессе эксплуатации не превысили заданных. При ббльших напряжениях (<т = а ) через некоторый промежуток времени скорость деформаций может стать постоянной. В этом случае говорят об участке установившейся ползучести AB на кривой II), где е = d ldt = onst, после которого скорость деформации к увеличивается вплоть до разрушения образца. При достаточно больших напряжениях (ст = dg) участок AB может стать настолько малым, что превратится в точку С перегиба кривой к (t), разделяющую начальный участок с убывающей скоростью и участок с возрастающей скоростью ползучести (кривая III). В двух последних случаях ползучесть материала является неограниченной. [c.7]

Ползучесть винипласта и полиметилметакрилата при растяжении (при 18° С) исследовали двояким образом. Одну группу образцов предварительно подвергали действию напряжения 264 кгс1см в течение 300 ч (тренировка), а другую — нет. Все образцы подвергали испытанию на ползучесть. Найденная скорость ползучести была одинаковой для тренированных и нетренированных образцов, абсолютная же величина суммарных деформаций для тренированных образцов была меньше (рис. 57), и разность в значениях деформаций увеличивалась по мере увеличения напряжения, при котором производилось испытание. Так как по условиям опыта ползучесть винипласта протекала в режиме вынужденноэластической деформации, в настоящем случае память полимера на предыдущую нагрузку относится к первому типу ( память упругого последействия ). Это как раз тот случай, когда память может быть снята посредством нагревания образца выше Тс полимера. [c.130]

При испытании металлов одну и ту же машину с относительно небольшой модификацией обычно используют как для исследования ползучести, так и для исследования релаксации. Эта идея была заимствована исследователями полимеров сравнительно недавно. Прежнее же нежелание объединять отдельные исследования, вероятно, возникло из-за отмеченного выше различия методов. В работе Лея и Финдли [11] описываются модификации, которые допускает комплексная машина для испытания на ползучесть Финдли — Джелсвика [6], для применения ее, при необходимости, к релаксации напряжения. Техника обоих типов испытания подобна, хотя сами явления связаны сложной зависимостью [см. уравнение (3.6) и его нелинейные варианты]. Они, имеют свои относительные преимущества и недостатки, которые компенсируют и дополняют друг друга. [c.86]

Машина 2М01Т-250 предназначена для испытаний высокоэластических полимеров. Для того чтобы на ней можно было исследовать жесткие пластмассы и можно было вести испытания на ползучесть, к машине 2МС1Т-250 в проблемной лаборатории физико-механических испытаний полимеров МГУ были созданы смен- [c.132]

В связи с отсутствием серийно выпускаемых машин многие авторы [19—21] для испытаний пластмасс применяли машины для металлов, при этом обычно возникала необходимость создания ряда дополнительных устройств. Так, например, в работах [20, 21] применялась машина ZST-3/3 (производство народного предприятия Veb Werkstofiprufmas hinen, Лейпциг, ГДР). Установки, при- иенявшиеся для длительных испытаний пластмасс на ползучесть в Институте механики полимеров АН Латвийской ССР и в Институте математики и механики АН Армянской ССР, описаны в диссертациях Скудры, ([52] к гл. 1), Мартиросяна [22]. Замбахидзе [23] применял для испытаний на ползучесть обычную разрывную машину, снабженную следящим устройством, поддерживавшим силу, прикладываемую к образцу, на постоянном уровне. [c.137]

Испытания на релаксацию напряжений и на ползучесть. Испытания этого типа в широком диапазоне температур при воздействии различных сред и света удобно проводить на приборах, позволяющих держать образец в закрытом пространстве и осуществлять как измерение напряжения при заданной деформации, так и измерение деформации при заданном напряжении. Определяемые при испытаниях твердость, поверхностное растрескивание, разрушение под действием статической нагрузки при кручении, изгибе образцов с надрезами и без надрезов являются достаточно важными характеристиками. Помимо механических испытаний полимеров часто приходится проводить исследования физических свойств, например электрических, газопроницаемости, влагопро-ницаемости, степени набухания в определенных растворителях, огнестойкости. Предусмотреть все встречающиеся на практике условия эксплуатации изделий из полимерных материалов невозможно. Однако применяемые методы должны предусматривать испытания в широком диапазоне температур (иногда в агрессивных средах), что до настоящего времени, к сожалению, редко осуществляется. [c.302]

Размеры рассмотренных участков реологической кривой могут быть самыми различными в зависимости от природы системы и условий, при которых проводят испытания механических свойств (например, температуры). В коагуляционных структурах систем с твердой дисперсной фазой предел упругости растет с увеличением концентрации частиц и межчастичного взаимодействия. В этом же наиравлении уменьшается область текучести. Для материалов, имеющих кристаллизационную структуру, например для керамики и бетонов, характерны большая (по напряжениям) гуковская область деформаций и практическое отсутствие области текучести — раньше наступает разрушение материала (хрупкость). Поэтому им не свойственны ни ползучесть, ни тиксотропия. Для полимеров с конденсационной структурой наиболее типичны релаксационные явления, включая проявление эластичности, пластичности и текучести. Доля Гуковской упругости в них возрастает с ростом содержания кристаллической фазы. Наличие области текучести у полимеров объясняют разрушением первоначальной структуры и возникновением определенного ориентирования макромолекул, надмолекулярных образований и кристаллитов. По окончании такой переориентации наблюдается некоторое упрочнение материала, а затем с ростом напряжения материал разруилается. В какой-то степени промежуточными реологическими свойствами между свойствами керамики и полимеров обладают металлы и сплавы. У них меньше области гуковской упругости (по напряжениям), чем [c.380]

Воздействие тепла и кислорода иа напряженные полимеры приводит к деструкции полимерных молекул, следствием которой являются химическая ползучесть, химическая релаксация и уменьшение долговечности. Имеются стандартные методы испытаний на определение ползучести растянутых образцов резины при старении (Р = onst), релаксации напряжения и остаточной деформации в сжатых образцах (е = onst). [c.130]

При испытании малогабаритных образцов полимеров к прибору предъявляются повышенные требования в отношении жесткости силоизмерительной системы, параллельности рабочих цилиндров (при испытании на сжатие), чувствительности измерительной системы и т. д. Таким требованиям отвечает прибор для микро-механических испытаний [8], который весьма удобен для работы с - микрообразцами. Прибор позволяет проводить цспытания в условиях сжатия и растяжения, релаксации напряжения, а при наличии специального приспособления—определять кривые ползучеста. [c.29]

Испытание труб из различных материалов было описано Сенсоном . Одним из таких материалов является немодифици-рованный поливинилхлорид—типичный аморфный полимер. При кратковременном действии высокого давления происходит хрупкоё разрушение с небольшим относительным удлике-нием. С увеличением продолжительности испытания начинает проявляться пластический характер разрушения, которое в этом случае сопровождается значительным расширением трубы перед разрывом. Повышение температуры оказывает таксе же влияние, как и увеличение продолжительности испытаний нагляднее проявляется пластическое разрушение. Такое влияние температуры позволяет оценивать срок службы трубы, поскольку изменение размеров с повышением температуры происходит подобно развитию ползучести в течение многих лет-эксплуатации. Вероятно, хрупкое разрушение поливинилхлорида объясняется тем, что возникшие деформации приводят к разрыву химических связей до того, как начнут перемещаться отдельные сегменты полимерной цепи. При пластическом разрушении перемещение сегментов вызывает приложенная сила, поскольку продолжительность действия силы или температура достаточно велики. Задолго до того, как происходит пластическое разрушение немодифицированного поливинилхлорида, труба значительно расширяется (на 10—20%), что вызывает утечку в местах соединений. Поэтому практически срок службы труб в 2—3 раза меньше, чем экспериментально установленное время до разрушения. [c.178]

Величина наз. податливостью потерь, определяет интенсивность тепловыделений при периодич. нагружении полпмерной композиции. С помощью этой величины характерпзуются также критич. условия, при к-рых происходит переход к неконтролируемому разогреву и изделие теряет механич. устойчивость. Характер темп-рной зависимости Г и Г, как и I (см. Ползучесть), позволяет судить о границах релаксационных областей физич. состояния полимеров, а также о структурных и фазовых переходах. Измерение П.— один из основных способов оценки механич. свойств полимерных систем. Широко применяемым методом измерения П. является термомеханическое исследование полимеров, при к-ром определяется деформируемость материала при определенной продолжительности нагружения в регламентированных условиях испытания. А. я. Малкин. [c.338]

Результаты исследования ползучести, полученные при разных температурах испытания и нагрузках, были обобщены с привлечением принципа температурно-временной эквивалентности [76] путем сдвига вдоль оси логарифма времени кривых податливости, также построенных в логарифмических координатах (рис. 5.10). Температура приведения была выбрана равной 298 К. Отчетливо видно, что, хотя наибольший временной диапазон работоспособности в условиях ползучести имеет немодифицированный полимер, сужение этой области при введении каучука довольно незначительно. Таким образом, на основе модифицированных каучуком ЭП (учитывая их высокую ударопрочность) возможно получение конструкционных материалов, работо- [c.98]

Если конкретное явление рассматривается как часть системы явлений, то тенденция к увеличению объема работ может быть приостановлена графиком ускоренных испытаний. В крайнем случае, не говоря за всю схему испытаний, такой прием возможен в отдельных случаях, причем некоторые из них находят щирокое применение. Одним таким методом является температурно-временная суперпозиция [1], которая использует зависимость свойств материала от температуры и дает возможность провести относительно быстро эксперимент при повышенной температуре в отличие от длительного эксперимента при более низкой температуре. Лежащая в основе этого теория не относится исключительно к полимерам. Она используется для сокращения времени ползучести и приведения разрывных данных при ползучести месталлов в обобщенные кривые, например, с помощью метода Ларсена и Миллера [2]. Это справедливо и успешно применяется для полимеров в области температуры стеклования и выше. Не всегда этим пользовались разумно потому, что для полимеров в стеклообразном состоянии этот прием обобщения, в лучшем случае, дает только качественный ориентир (см. обсуждение раздела 5.3.4). [c.30]

Долговечность твердых тел при растяжении в условиях всестороннего давления. Исследованию влияния гидростатического давления на деформационные и прочностные свойства твердых тел посвящено много работ. Однако непосредственному изучению долговечности и ползучести твердых тел под нагрузкой в условиях гидростатического давления и анализу соответствующих экспериментальных данных с позиций кинетической концепции прочности посвящено пока только несколько работ [112, 831, 832, 979]. В них исследовалось влияние давлений до 15 000 атм на долговечность и ползучесть ряда чистых поликристаллических металлов (А1, Си, Ag, Mg, Zn, d), сплавов (дюралюминий и порошковый сплав САП-2), полимеров (капроновое волокно и гидратцеллюлоза) и ионного соединения (Ag l поликристаллический). На всех этих материалах обнаружено существенное увеличение долговечности и замедление ползучести при испытаниях в условиях гидростатического давления. Методика испытаний на долговечность под давлением описана в 4 гл. I. Все испытания в [112, 831, 832, 979] проведены пока при одной (комнатной) температуре. [c.437]

Описана установка для испытаний полимерных материалов ла ползучесть и подробно разработана методика испытаний. Там же приведены экспериментальные данные о ползучести полиэтилена и теория, объясняющая эти результаты. Результаты длительных эпытов по исследованию ползучести полиэтилена и полипропилена приведены в работе В ней можно найти богатый экспериментальный материал, показывающий зависимость деформации от времени при различных температурах и напряжениях. Исследована также ползучесть акрилонитрильного и бутадиен-стирольного каучуков, полипропилена, полиэтилена, поливинилхлорида и ряда других полимеров например ориентированного полиэтилена низкой плотности В некоторых случаях результаты испытаний полимерных материалов на ползучесть сопоставляются с данными о холодной вытяжке и течении Подробно исследован также и обратный процесс—усадка полиэтилена и полипропилена после вытяжки при 40 С. [c.265]

Независимо от того, каков характер разрушения, ему практически всегда предшествует некоторая деформация. Даже в случае хрупкого разрыва можно наблюдать локальные деформации в отдельных точках на поверхности разрушения. В условиях испытаний на долговечность при а = onst развивается ползучесть материала. Оказывается, что долговечность полимера определенным образом связана со скоростью ползучести. В работах 7 можно найти следующую зависимость [c.431]