Старение полимеров испытания

Синтетические полимеры характеризуются значительно более ограниченным сроком службы, чем вещества, входящие изначально в состав материалов произведений искусства. Для многих полимеров в литературе приводятся несопоставимые данные по старению, так как обычно исследуют конкретное соединение в определенных, избранных для данной работы условиях искусственного старения. Механизмы старения полимерных материалов сложны и зависят от взаимовлияния многих факторов. Процессы старения усложняются релаксационными процессами и неопределенной рекомбинацией продуктов деструкции полимеров. Все многообразие этих факторов практически не может быть учтено при искусственном старении материалов. Отчасти поэтому обычно трудно сопоставлять результаты искусственного старения полимеров по различным работам. Следует предостеречь от прямого переноса данных, полученных при искусственном старении полимера, на реальные условия эксплуатации. В то же время натурные испытания не всегда можно провести вследствие их длительности. [c.35]

Процессы старения чаще всего классифицируют по природе индуцирующего агента и характера его воздействия на макромолекулу (табл. 15.1) почти во всех видах старения принимает участие кислород. Характер, а иногда и механизм протекающих при старении полимеров процессов обычно устанавливают в результате изучения стабильности полимеров. Простейший способ ее оценки состоит в определении изменения внешнего вида, растворимости, молекулярной массы полимера при нагреве в вакууме. Проведение испытаний в среде инертного газа часто менее целесообразно, так как помимо необходимости очень тщательного контроля очистки полимера от следов [c.389]

Рассмотрим еще ряд экспериментальных данных о старении полимеров, описываемых экспоненциальной зависимостью (6.7). Весьма интересные результаты получены [128] при исследовании разрушения фенольных стеклопластиков (ФСМ, ФСК, КАСТ-В, ФСП) в некоторых агрессивных средах (4,5%-ные растворы уксусной и соляной кислот, аммиака и углекислого натрия). Испытания проводили при 22 2°С в течение 2880 ч, при- [c.199]

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]

Таким образом, в отличие от ускоренных испытаний цепных ингибиторов, которые проводятся на модельных полимерах, испытание неценных ингибиторов требует изучения старения разнообразных материа- [c.247]

В зависимости от природы полимерного диэлектрика и условий его испытаний воз.можны самые различные формы пробоя. Электрическая прочность полимерного диэлектрика зависит от чистоты полимера, частоты и формы кривой приложенного напряжения, продолжительности воздействия, температуры, формы и материала электродов. Электрическая прочность полимера при переменном напряжении меньше, чем при постоянном. Измерения электрической прочности полимерных диэлектриков проводят с целью оценки надежности электрической изоляции и изучения электрического старения полимеров. [c.176]

Поскольку в реальных условиях полимерный материал в большинстве случаев подвергается дополнительному действию внешнего механического или электрического поля, что несомненно отражается на его стойкости к старению, то возникает вопрос о том, как можно использовать результаты по изучению старения полимеров. Очевидно, что прямое использование данных, полученных при испытании образцов стандартных форм и размеров, возможно только в очень ограниченном числе случаев. Тем не менее результаты искусственных и натурных испытаний на старение конструкционных материалов позволяют более обоснованно выбрать материал для эксплуатации в определенных условиях. [c.10]

Структурные превращения, происходящие при тепловом старении, играют важную роль в изменении комплекса механических и теплофизических свойств полимера [181, 182]. Изменения структуры материала зависят от состава полиамида, температуры старения, продолжительности испытания, а также исходной степени кристалличности. При термостарении полиамида П-68 на термограммах ДТА наблюдали три экзотермических пика (478, 568 и 693 К), которые указывали на протекание термоокислительных реакций с кажущейся энергией активации 79,8—96,6 кДж/моль [182]. [c.135]

Процесс старения полимеров не может быть достаточно полно охарактеризован каким-либо одним методом испытаний — для этого требуется определение по возможности всего комплекса свойств полимера. [c.129]

Благодаря высокой энергии связи С—Р, составляющей 625,3 КДж/моль (130 ккал/моль), что почти в 2 раза выше, чем связи С—С 351 КДж/моль (73 ккал/моль), полностью фторированные полимеры обладают высокой устойчивостью к воздействию повышенных температур и практически не старятся, если температура не превышает максимально допустимую рабочую температуру. По этой причине они не содержат термостабилизаторов. (Следует заметить, что водородсодержащие фторполимеры подвержены тепловому старению). При испытании на устойчивость к кратковременному воздействию повышенной температуры, из-за близости испытательной температуры к температуре плавления, происходят интенсивные изменения структуры, приводящие в ряде случаев к образованию трещин в изоляции, а также процессы термодеструкции, снижения эластичности и т. д. Поэтому с по- мощью последнего испытания удобно контролировать стабильность материалов и технологии получения кабельной изоляции. [c.71]

Искусственное старение в лабораториях имеет целью либо унифицирование испытаний, либо их ускорение (ускоренное старение) путем интенсификации воздействия на полимер. Ускоренное старение разделяют на две группы [c.126]

Так как испытания должны проводиться в наиболее жестких условиях, характерных для каждого полимера, а интенсивность действия солнечных лучей зависит от угла падения, предусмотрено расположение образцов под углом к горизонту, равным географической широте месторасположения испытательной станции. Определяющее влияние количества солнечной энергии, получаемой образцами за время солнечного сияния, на старение многих полимеров подтверждено результатами многих исследований. [c.128]

Проведенное во ВНИИСТе изучение старения различных композиций на основе модифицированного фурилового полимера ФФ-1ф (при испытаниях в воде и в атмосфере в течение 2160 ч, в везерометре — 800 ч, в условиях попеременного увлажнения и высушивания при 100°С — в течение 60 циклов) показало, что- фурилово-эпоксидные и фурилово-каменно-угольные композиции, наполненные тальком, выдержали все испытания без повреждений [55]. Немодифицированный полимер ФФ-1ф и модифицированный тиоколом при испытаниях в переменном режиме разрушились. Аналогичные результаты были получены при определении прочности. Впоследствии на основе фурилово-эпоксидной композиции для защиты газо-и нефтепроводов было разработано антикоррозионное покрытие [38]. Свойства его будут приведены ниже при рассмотрении покрытий из модифицированных эпоксидных смол. [c.64]

Показателем старения пленок полимерных материалов может также служить их гидрофобность. Проведены сравнительные испытания боль-ш й группы применяемых в реставрации полимерных материалов и некоторых композиций традиционных полимеров с кремнийорганическими соединениями (табл. 4). Образцы — стеклянные пластинки с нанесенными покрытиями различных полимерных материалов — были подвергнуты ускоренному старению при облучении УФ-светом ртутно-кварцевой Лампы в течение 100 и 200 ч при температуре облучаемой поверхности 40 °С. Гидрофобность определяли по краевым углам смачивания в. [c.35]

Основным методом испытания стабильности каучуков является тепловое старение при 100 в течение определенного времени (48 и 96 часов) с последующей оценкой пластоэластических свойств полимера (жесткости по Дефо, вязкости по Муни, восстанавливаемости, пластичности по Карреру). Тепловое старение каучуков проводят в шкафах с принудительной вентиляцией. Недостатком этого метода является необходимость иметь большие образцы каучука - 200-300 г. [c.416]

При испытании резин на основе смеси полимеров температура старения устанавливается по полимеру, содержащемуся в большем количестве, при равном соотношении — по температуре для менее стойкого полимера. [c.179]

Для кристаллических полимеров (пентапласт) упорядочение структуры объясняется продолжением процесса кристаллизации, который ускоряется по мере ужесточения температурного режима испытаний. В начальный период старения степень кристалличности пентапласта возрастает от 36,2 до 40—45%. На кривых рассеяния рентгеновских лучей пики становятся интенсивнее и уже, что соответствует увеличению размеров кристаллов. При этом наблюдается рост плотности материала. Кроме того, происходит изменение в соотношении а- и р-форм пентапласта. Если в исходном образце соотношение а- и Р-форм составляет 3,7, то после трехмесячного теплового старения это соотношение становится равным 2,8. Поскольку р-форма кристаллов образуется в пентапласте при повышенных температурах и соответствует более [c.198]

Прогнозированию поддается также погодостойкость пластмассовых изделий. В этом случае для конкретного климатического пояса необходимо получить хотя бы начальный участок кривой старения, что обычно осуществляется с помощью стендовых испытаний образцов полимеров, а также непосредственно изделий. В качестве примера воспользуемся данными работы [187] по естественному старению полиэтилена низкой плотности в различных климатических зонах СССР. Приведенные в ней графики аппроксимируются прямой (6.6). Отсюда легко вычисляется скорость естественного старения Лд, а затем при помощи уравнения (6.21) — долговечность [c.290]

Образцы, полученные литьем под давлением одного из исследованных прозрачных насыщенных ударопрочных акрилатов, выдерживали в течение 2000 ч в условиях ускоренного старения (ксенон-дуговой везерометр, мощность 6000 Вт). Показателями устойчивости полимеров в условиях ускоренных испытаний на погодостойкость служили физико-механические свойства, внешний вид и цвет. Изменение прочностных характеристик нри ускоренном старении показано на рис. 3. Предел прочности при растяжении и ударную вязкость по Изоду определяли периодически через 400 ч. Установлено, что в течение 2000 ч изделие сохраняет удовлетворительные показатели прочностных свойств. Внешний вид также остается [c.180]

Старение полиарилатов при более высоких температурах (от 350 °С до 550 О изучено более подробно, чем низкотемпературная деструкция этих полимеров. Результаты изотермических испытаний [27] и данные динамического ТГА [28] показали, что полиарилаты с боковой фталидной группировкой обладают большей термостабильностью по сравнению с полиарилатами на основе диана и лавсаном. [c.286]

При концентрации озона в воздухе 0,1% растянутый каучук растрескивается и разрушается почти мгновенно. При выдерживании образца в оброчном воздухе, т. е. содержащем приблизительно 1 ч. озона на 10 ч. воздуха, появление трещин наблюдается только через несколько дней. Таким образом, можно считать, что это явление представляет собой один из наиболее чувствительных методов испытания на присутствие озона. Интерес к этому процессу непрерывно возрастает, особенно в последние годы [39, 41—51], в связи с появлением новых областей применения и новых типов синтетических каучуков. С озонным старением крайне трудно бороться [42, 52] перспективными являются только методы защиты поверхности, например введение парафинов в резиновую смесь [49[. Эти методы, однако, становятся ненадежными, если величина растяжения полимера не постоянна. Неопрен (полихлоропрен) значительно более устойчив, чем натуральный каучук [46] естественно, что полимеры с малой степенью ненасыщенности, типа бутилкаучука, применяются в тех случаях, когда озоностойкость имеет решающее значение. [c.204]

В зависимости от типа полимера и условий эксплуатации испытания резин на старение проводят при температурах, указанных в табл. 1.15. Продолжительность испытаний 24, 72, 168, 240 ч или число часов кратное 168. [c.103]

Струбцины ДОЛЖНЫ обеспечивать деформацию сжатия 25%, что достигается помещением между пластинами ограничителей высотой для образцов типа I 9,38 0,01 типа П 4,72 0,01 мм. Образцы в струбцине не должны соприкасаться друг с другом и с ограничителями. Старение образцов проводят при 23 2 °С или при повышенных температурах, зависящих от типа полимера (см. табл. 1.15). Продолжительность старения 72 ч при 23 °С и от 24 ч до 10 сут при повышенных температурах. Измеряют толщиномером высоту центральной части образца до и после испытаний (через 30 мин после снятия нагрузки). [c.104]

Для того чтобы установить влияние данного агрессивного газа на рассматриваемый полимер, реакция обычно исследуется при концентрациях поллютанта, существенно превосходящих реально существующие в загрязненной атмосфере. Полученные таким образом результаты, как правило, линейно экстраполируются к реальным концентрациям поллютанта в атмосфере. Такой метод является априори неоднозначным в связи с тем, что роль отдельных стадий в едином процессе старения может изменяться в зависимости от условий ускоренных испытаний. [c.187]

Рис. 15. Зависимость некоторых свойств полимера от температуры испытания (а), времени (б) и температуры старения (в).

Внутренние напряжения, возникшие в покрытиях при их отверждении, при изменении температуры или в процессе старения, сохраняются длительное время. Поэтому для выяснения условий разрушения покрытий под действием внутренних напряжений необходимо располагать не только значениями прочности при кратковременных испытаниях, но и временными зависимостями прочности и относительных удлинений при разрыве. В первой части этого раздела изложены данные по исследованию временной зависимости прочности и относительных удлинений при разрыве полимеров, а во второй — полимерных и лакокрасочных покрытий. [c.72]

ТА был испытан в качестве стабилизатора термоокислительного старения полидиметилсилоксанового каучука. В ходе старения этого полимера происходит отщепление метильных групп, сопровождающееся сшиванием полимерных цепей, что приводит к быстрой потере исходных физико-механических свойств . Вве- [c.160]

Изучение этого вопроса кроме ч1исто теоретического значения имеет и практический смысл, так как старение внутренних слоев резиновых изделий происходит ио существу в беошслородной среде. В настоящей работе изучалось структурирование каучука СКС-30, заправленного различными антиоксидантами в количестве 1,5%, в атмосфере аргона нри 200° методом ЯМР. Надо отметить, что при изучении -старения полимеров в инертной атмосфере или же в вакууме метод ЯМР выгодно отличается от всех других методов исследования. При изучании полимеров этим методом не надо помещать установку или какую-либо ее часть в инертную среду или же в вакуум, как это имеет место при испытании образцов механическими методами. Достаточно образец каучука весом около 100 мг поместить в стеклянную ампулу [c.163]

Испытания полимеров и металлов в морской атмосфере тропического климата при произвольном и целевом заражении грибами выявили активность грибов А. sp., Р. sp., h. sp., Aureobasidium sp. Это обусловлено их биохимическими особенностями, например жизнеспособностью в экстремальных условиях и возможностью образовывать окислительные ферменты и кислоты, стимулирующие процессы старения полимеров и коррозии металла. [c.33]

Первые исследования, установившие природу различия между статической и динамической усталостью, выполнены на сшитых эластомерах (резинах). Для полимеров, но-виднмому, впервые в работе 7.47] было обращено внимание на релаксационную природу различия результатов испытаний в статическом и динамическом режимах. Ранее причиной различия считали старение полимера, ускоренное напряжением. Для сшитого эластомера, хорошо защищенного от процессов старения противоста-рителями, закономерности динамической и статической усталости аналогичны 7.47] между временем разрушения т и напряжением сг = соп81 при статическом режиме и между временем до разрушения Тц и максимальным напряжением сгтах за каждый цикл при циклическом режиме справедлив степенной закон вида [c.214]

Кроме того, для реакций в твердых полимерах характерна так называемая по-лихронная кинетика процесса [2]. В этом случае частицы, находящиеся в различном молекулярном окружении, реагируют с различными константами скорости. В результате наиболее активные частицы будут первыми удаляться из зоны реакции, и эффективная константа скорости будет уменьшаться во времени. С другой стороны, релаксационные процессы в полимерной матрице будут восстанавливать первоначальное распределение частиц по их реакционной способности. Поэтому кинетические закономерности будут зависеть от соотношения констант скоростей химической реакции и процессов релаксации [3]. Этот факт также заставляет критически относиться к возможности экстраполяции результатов ускоренных испытаний на старение полимеров в реальных условиях. [c.187]

ПО проблеме коррозии. Однако проведение эксперимента специфично. Особенное значение имеют при этом правильно налаженные испытания в природных условиях. Должна быть также тщательно разработана методология исследований, проводимых в реальных условиях эксплуатации конкретных конструкций с системным сбором и обобщением соответствующей информации о процессах старения полимеров в узлах и агрегатах и возникающих эффектах повреждаемости. Лабораторные исследованщ целесообразны для предварительной оценки характера старения перспективных материалов, а ускоренные испытания для сравнения кинетики процесса по математическим моделям, рекомендуемым в условиях эксплуатации. [c.42]

При любых испытаниях светостойкости необходимо yчитывatь не только время испытания, но и дозу падающего на образец света, причем нвиболее важно регистрировать УФ-составляющую света (Я — 300. .. 400 нм). Только в этом случае можно ожидать корреляции результатов ускоренных испытаний и старения полимеров в природных условиях 13]. [c.375]

Здесь, однако, необходимо иметь в виду следующее. Как уже указывалось, скорость старения при прочих равных условиях зависит от концентрации и реакционной способности активных центров, инициирующих распад полимера реакционность таких функциональных групп или свободных радикалов определяется энергией активации при взаимодействии с полимером. Следовательно, концентрация реакционноспособных групп, которые способны инициировать цепь распада и обеспечить ее продолжение, зависит от интенсивности воздействия. Отсюда становится понятной иногда наблюдаемая невосироизводимость не только количественных, но и качественных показателей при испытании материалов на основе поливинилхлорида в условиях различной интенсивности воздействия одного и того же агента. Очевидно, математический пересчет скоростей старения полимеров и активности добавок в различных условиях, в основу которого положен учет количества энергии, воспринимаемой материалом, может дать правильные результаты только в том случае, когда изменение интенсивности воздействия не влечет за собой изменения концентрации активных центров. [c.171]

При испытаниях в различных климатических условиях было замечено, что на поверхности твердого поливинилхлориде постепенно образуется слой серо-белого цвета. Анализ показал, что это продукт деструкции полимера, однако, при механических испытаниях полимера и определении его молекулярного веса не было обнаружено заметных изменений материала. На основании дальнейших мсожв-дований, проведенных с помощьв электронного микроскопа, ( о установлено, что при старении глубина деструкции у разных полимеров не одинакова. По стеавни "чувствительности к старению полимеры располагаются в ряд в следующем порядке (в сторону понижения ее) полистирол, поливинилхлорид, полиэтилен, полиамиды, по-лиметилметакрилат. [c.2]

Способы определения стабильности полимеров в расплаве. Часто испытания термопластов в реологических измерительных приборах, в которых одновременно происходит и старение, используются для определения стабильности. Особенно удобны испытания в приборе для измерения показателя текучести расплава и в пластографе. В первом измеряется скорость истечения расплава через сопло определенного диаметра при определенных температуре и давлении. Особенно широко этот метод применяется для полиолефинов (ASTM D 1238—62 Т). Старение полимера осуш,ествляется путем предварительного прогрева в приборе. [c.415]

Из описанных экспериментальных данных следует, что возможность наблюдения акустической эмиссии при деформации полимеров во многом зависит от пластичности материала. Микротрещины в высокопластичном материале развиваются настолько постепенно (путем медленного увеличения деформаций у вершины трещины), что акустические эффекты оказываются незначительными и их нельзя однозначно выделить из-за высокого уровня шумов. Только в очень хрупких материалах, где происходит скачкообразный рост трещин, возникают достаточно сильные акустические вспьппки, которые можно легко зарегистрировать. Такими материалами являются поливинилтолуол, разрушающийся при деформациях, меньших 1 %, низкомолекулярный полистирол, а также полиметилметакрилат, подвергнутый длительному старению. При испытаниях свежего полиметилметакрилата акустические эффекты не обнаруживаются, поскольку трещины растут постепенно и строго перпендикулярно направлению действия напряжения. В материале, подвергнутом старению, образуются сильно поврежденные участки, в которых инициируется образование микротрещин. Рост трещин происходит путем резкого перескока от одной трещины к другой. [c.24]

Проведенные испытания на старение в естественных условиях труб из полиэтилена низкого давления, наполненного техническим углеродом, показали, что в течение 7 лет никаких изменений свойств не происходит (рис. 3.16) [74, 75]. Расчеты показали, что безнапорные трубы при 298 К можно эксплуатировать в течение более 50 лет. Трубы, работающие под давлением, могут эксплуатироваться в течение времени, которое следует определять с учетом изменения параметров, гарантирующих допустимое условное напряжение разрущения [74]. Использование полиэтилена для изготовления оболочек высоковольтных кабелей, обусловливает особые условия старения полимера, при которых помимо действия солнечного света, тел4пературы, влажности и других внешних факторов, материал подвергают действию электрического поля. Характерным видом разрущения в этом случае является электрический пробой, которому предшествует постепенное ухудшение электроизоляционных свойств в местах, где находятся различные включения, пустоты и другие дефекты, возникающие в процессе изготовления оболочек. В этих дефектных местах образуются так называемые древовидные токопроводящие следы [76]. [c.93]

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]

По данным экспериментов, в однослойном ПВХ покрытии с клеевым слоем толщиной 200 мм на основе бу-тилКаучука, нанесенном на слой клеевого праймера и испытанном при температуре 70°С, сквозные продавлй-вания основы ленты в нижней части трубы появляются через 1080 ч. Следовательно, изоляционная система пленка— подклеивающий слой — праймер может противостоять продавливающему воздействию, что в значительной мере обеспечивается бутилкаучуковым подслоем и праймером. Как видно из данных (см. табл. 18), существенного снижения, защитных свойств системы клеевой слой — праймер не происходит. Это связано прежде всего с тем, что твердая грунтовая частица, проникая сквозь основу ленты, попадает в вязкотекучую массу клея и праймера, которая к тому же обладает хорошей адгезией к стальной поверхности, что тормозит развитие коррозии металла в этом месте. К этому следует добавить, что проникновение грунтовых частиц в основу ленты наблюдается преимущественно в период нахождения полимера в высокоэластическом состоянии. После перехода его под влиянием процессов старения в стеклообразное состояние возникновение вмятин (в том числе сквозных) затруднено из-за заторможенности тепловых колебании макроцепей и значительного возрастания твердости и жесткости полимера. Таким образом, с повышением температуры эксплуатации защитная способность изоляционных пленочных систе м с течением времени снижается, что связано с протеканием процессов старения материала покрытия и возрастанием вероятности расслоения систем при различного рода смещениях отдельных ее слоев относительно поверхности трубы. [c.147]

После старения эта способность снижается, однако способность переноси ь нагрузки остается выше, чем у обычного битума, который не подвергался испытанию на старение. После старения все смеси проявляют незначительное изменение массы, пене-трацпи и температуры хрупкости по Фраасу. Было установлено некоторое уменьшение КиШ после старения, которое, возможно, объясняется растворением стирольных комплексов полимера при старении. Это косвенно подтверждается анализом образцов С и В, которые были приготовлены на основе битума 130/150, содержащего 30% гудрона с высоким содержанием ароматических углеводородов, что способствовало повышению растворимости полимера. Вместе с тем смеси проявляют низкую термическую чувствительность даже после старения. [c.365]

Значительная часть пластмассовых изделий paбoтaef с малой нагрузкой или практически в ненагруженном состоянии, т. е. в условиях старения (формально о =0). Поэтому испытания полимеров на сопротивление старению стали традиционными. [c.52]

Для полипропилена было проведено широкое испытание ряда стабилизаторов промышленного значения. Исследовалось изменение физико-механических и других свойств полипропилена в процессе старения на воздухе при 150° С. Показательно изменение характеристической вязкости раствора полимера в тетралинев присутствии различных антиоксидантов в процессе старения. Эти данные приведены в табл. 10, из которой видно, что полимер даже в присутствии некоторых антиоксидантов начинает деструктировать-ся уже при переработке. Отчетливо также видны и преимущества смесей стабилизаторов. Несмотря на то, что 2,2 -тио-быс-(4-метил-6-трет-бутилфенол) является сильным антиоксидантом, смесь его с а-нафтиловым эфиром пирокатехинфосфористой кислоты значительно более эффективна. Полимер, ингибированный одним фенолсульфидом, в условиях старения механически разрушился через 220 час. Ингибирование же смесью №9 привело к сохранению свойств полимера в течение более 450 час. Каждый из приведенных в табл. 8 антиоксидантов имеет промышленное значение и может быть использован для стабилизации не только полипропилена, но и других полиолефинов. [c.119]