Критерий долговечности полимерных

На практике изделия из полимеров нередко подвергаются одновременному сложному воздействию различных статических и динамических нагрузок и температур. Определение долговечности полимерного вещества при таких условиях представляет значительные трудности, так как требует проведения длительных и трудоемких лабораторных испытаний [14]. Большой практический интерес поэтому представляет метод прогнозирования долговечности полимерного вещества, основанный на использовании соотношения, названного критерием Бейли [c.20]

Этому закону не подчиняются концентрированные студни, содержащие не более 30% жидкой фазы, которые возникают на определенной стадии отверждения полимеров. Возникновение локальных связей между структурными элементами в концентрированных студнях сопровождается резким нарастанием внутренних напряжений вследствие заторможенности релаксационных процессов. Внутренние напряжения являются критерием долговечности полимерных покрытий и вызывают их самопроизвольное коробление и разрушение как на стадии производства, так и в процессе эксплуатации. [c.10]

Критерием долговечности полимерных покрытий могут служить внутренние напряжения, возникающие в покрытиях в процессе их получения и эксплуатации и способные вызвать разрушение покрытий. [c.2]

Внутренние напряжения — критерий долговечности полимерных покрытий [c.8]

На поверхностях соединений, подвергающихся воздействию агрессивных сред, часто наблюдаются признаки коррозии. Для увеличения срока службы различных материалов на них наносят защитные покрытия в виде полимерных пленок и т.д. [1]. Основным критерием долговечности антикоррозийных покрытий является прочность межфазного контакта на границе пленка -субстрат . [c.275]

В качестве основного критерия, характеризующего долговечность покрытия, взята величина сцепления его к стальной и стеклоэмалевой поверхностям, т.к. нарушение сцепления и отслоение ремонтных композиций являются главными причинами их недостаточного срока службы. Выполнены расчеты долговечности полимерных покрытий по интенсивности снижения адгезионной прочности к металлическому и стеклянному субстрату. Проведено определение адгезионной прочности исходных образцов (до экспозиции в средах) и образцов после экспозиции в рабочих средах в течение 30 сут. [c.14]

Выбор того или иного критерия оценки зависит от многих факторов. В некоторых случаях при оценке долговечности покрытий необходим комплексный подход, т. е. использование нескольких критериев оценки. Примером этого могут служить работы, проводимые Зуевым с сотрудниками, по исследованию долговечности полимерных покрытий в напряженном состоянии с учетом химической деструкции и проницаемости [51, 73]. Расчетным и экспериментальным путем ими была исследована долговечность полимеров по коэффициентам диффузии в отсутствие коррозионного растрескивания, а [c.49]

Полимерные покрытия на металлических изделиях наряду с действием УФ-излучения испытывают всевозможные механические воздействия, например от вибрации машин и ветровых переменных нагрузок, действие различных внешних силовых полей. Для имитации одновременного воздействия на полимерные покрытия атмосферных факторов и переменных механических силовых полей оптимальным вариантом при ускоренных испытаниях является применение специальных вибраторов, которые помещают в камеры искусственной погоды [34]. В качестве вибрирующего тела используется образец с покрытием. Ускорение процесса разрушения полимерного покрытия в атмосферных условиях при наличии механических воздействий можно в первом приближении охарактеризовать некоторым коэффициентом М. Принимая за основной критерий состояния материала покрытий комплексный показатель-балл, согласно оценочной шкале (табл. УП1.6) долговечность полимерных покрытий можно рассчитать [c.257]

Долговечность металлополимерных систем в жидких средах определяется главным образом прочностью и стабильностью зоны контакта металла и полимера. Жидкие среды могут воздействовать на зону контакта или непосредственно, например в клеевых соединениях металла с полимером, или через барьерный слой, например покрытие или облицовку, защищающий металл от коррозии. Поскольку в антикоррозионной технике большее распространение получили тонкослойные полимерные покрытия на металлах, подробнее рассмотрим поведение полимерных покрытий в водных электролитах, являющихся наиболее агрессивными по отношению к металлам средами. Основным критерием долговечности металлополимерного изделия в агрессивных средах является качество покрытий — сплошность, отсутствие дефектов. Многие полимеры практически стойки к воздействию подавляющего большинства агрессивных сред, однако наличие дефектных зон в материале покрытий обусловливает проникновение среды непосредственно к металлу, что вызывает его коррозию и отслоение защит- [c.260]

Итак, с помощью критерия Бейли можно во многих случаях рассчитать долговечность полимерного материала в условиях переменной нагрузки. Это прямая задача. Можно решить и обратную задачу по данным динамометрических испытаний при нескольких температурах определить параметры /о и у в уравнении Журкова. Кривые растяжения, получаемые в результате таких испытаний, необходимо перестроить в координатах истинное напряжение — время. В общем случае эти кривые имеют разнообразную форму, и их нельзя описать каким-либо простым уравнением. Тогда решение задачи возможно только графическим путем . [c.398]

Приведенные данные свидетельствуют о том, что закономерность изменения долговечности в зависимости от величины внутренних напряжений определяется не природой адгезионных связей и условиями эксплуатации покрытий, а величиной предельных внутренних напряжений, на которые влияют условия формирования покрытий. На основании этих данных предложено [37] принимать внутренние напряжения в качестве критерия для оценки долговечности полимерных покрытий. [c.19]

Из этих данных вытекает, что в различных условиях эксплуатации покрытий менее долговечными оказываются образцы с наибольшими внутренними напряжениями. Все это свидетельствует о том, что внутренние напряжения могут быть предложены в качестве критерия, определяющего долговечность полимерных покрытий в различных условиях их эксплуатации. [c.23]

На основании этого можно сделать вывод, что внутренние напряжения являются не только критерием долговечности материалов, но и параметром, который позволяет следить за скоростью протекания структурных превращений при формировании и старении полимерных систем. Специфика структурных превращений при переходе полимерных систем из жидкого в твердое состояние существенно зависит от класса пленкообразующих и имеет свои особенности при получении покрытий из мономерных и олигомерных систем, растворов, расплавов и дисперсий полимеров. [c.38]

В комплексе исследований прочностных свойств Конструкционных материалов особое место занимает определение характеристик, являющихся важнейшим критерием оценки их работоспособности, надежности, и эксплуатационной долговечности. Внешние условия— величина и продолжительность действия напряжений температура и т. д., способствующие ускорению процессов разрушения, снижают и долговечность полимерны)( материалов. [c.128]

Приведенное выше уравнение С Н Журкова (Х.24) позволяет определить /д только в условиях постоянною напряжения Однако при практической эксплуатации полимерные изделия подвергаются действию самых различных нагрузок, меняющихся во времени, В таких случаях поведение высокомолекулярных материалов может быть приблизительно (а иногда достаточно точно) описано с помощью критерия Дж. Бейли, основанного на предположениях о том, что разрушение их необратимо и что долговечность складывается [c.416]

В работах [7.52—7.54, 7.65] показано, что применение к циклическому нагружению полимерного стекла (ПММА) критерия Бейли дает совпадение с экспериментом только нри небольшом числе циклов до разрушения N. Циклическая долговечность в этом случае для циклов симметричной пилообразной формы равна [c.216]

В книге изложены теоретические основы механики разрушения хрупких пластичных и вязкоупругих полимеров. Рассмотрена молекулярная структура полимеров и ее связь с физико-механическими свойствами. Описано поведение полимерных материалов при различных видах нагрузки (растяжение, сжатие, удар). Приведены критерии и методы количественной оценки их долговечности и надежности. [c.256]

Естественно, что подход к расчетам прочности полимерных материалов, описанный в гл. III, не является строгим с точки зрения механика. Однако инженерам, применяющим полимерные материалы в конструкциях, необходимо дать рекомендации о подходе к расчетам прочности этих материалов. Автор считает, что при расчетах долговечности и надежности деталей из полимерных материалов в качестве основного критерия следует принимать допустимые деформации. Это требование влечет за собой отказ от необходимости строго сохранять стабильность формы детали под действием внешних сил. Можно легко показать, что при работе форма детали из полимерного материала изменяется со временем. При этом важно только назначить предельную деформацию и время ее развития без нарушения кинематики механизма, учитывая при этом память материалов на деформацию. -ч тщ [c.9]

Испытания полимерных материалов, предназначенных для работы под нагрузкой, только тогда обеспечивают безопасную работу деталей или узлов, когда условия испытаний соответствуют действительным условиям эксплуатации. Долговечность деталей из полимерных материалов тесно связана со способом их изготовления и геометрией простое моделирование без учета масштабного фактора и геометрии образцов полимерного материала, не может дать положительных результатов, поскольку критерий подобия в настоящем случае является многофункциональным. [c.33]

Предположим, что, как и при разрушении, скачкообразное зарождение шейки возникает после полного исчерпания долговечности формы полимерного материала. Тогда в условиях возрастающего напряжения долговечность формы /ф должна определяться из соотношения, аналогичного критерию Бейли [c.410]

Под долговечностью покрытий понимают срок их службы в различных условиях эксплуатации, в течение которого сохраняется комплекс необходимых характеристик покрытий. Требования к долговечности покрытий определяются их назначением. Как правило, для большинства полимерных и лакокрасочных покрытий независимо от их назначения и условий эксплуатации долговечность является одним из основных критериев их качества. [c.8]

При использовании критериев разрушения предполагается, что свойства материала остаются неизменными. В реальных условиях хранения и эксплуатации полимерных материалов их свойства могут изменяться, что может повлиять на долговечность, прогнозируемую только по результатам механических испытаний. В таких случаях критерии длительной прочности можно преобразовывать с учетом физико-химических превращений. Следует, однако, не забывать, что прочность и другие механические показатели могут быть относительно мало чувствительны к степени превращений. Действительно, если превращение, например термоокисление, происходит с поверхности образца, а его сечение достаточно велико, то механический показатель, определяемый сечением, может не почувствовать физикохимических изменений поверхностного слоя. А возникновение дефекта на поверхности, ее охрупчивание могут привести к снижению, которое несоизмеримо с долей поверхностного слоя в сечении, поскольку разрушение начинается с дефектного места. [c.194]

Чтобы определить долговечность полимерного материала в условиях переменной нагрузки, нунзю сперва в любое из соотношений (V.1), (V.8), 0М1) и т. д. подставить зависимость напряжения от времени а ((), а затем решить определенный интеграл (V. 17). Верхний предел этого интеграла и даст искомое значение долговечности при переменной нагрузке. Соотношение (V.17) впервые было введено Бейли и получило название критерия Бейли. [c.395]

Систематическое изучение влияния напряженного состояния на долговечность труб из ПВХ было выполнено Смотриным и др. [151]. Они установили, что при небольшой долговечности (при напряжениях 50 МПа) простой критерий Ренкина а<а описывал их данные по ослаблению образцов в двумерном пространстве напряжений. Однако с увеличением долговечности более подходящим оказывался критерий Мизеса. Готхем [150] изучал одноосное ослабление при ползучести 15 различных полимерных материалов при 20°С. В интервале значений времени до 10 с он наблюдал хрупкое ослабление образцов ПММА, изготовленных путем инжекции расплава, ПС, сополимера стирола с акрилонитрилом, стеклонаполненного ПА-66 и пластическое ослабление образцов ПП, ПММА, изготовленных путем формования, ПК, ПСУ, ПВХ, сополимера акрилонитрила, бутадиена и стирола, ПОМ, ПА-66 и поли(4-метил-пентена-1). [c.289]

Таким образом, при бесфлуктуационном механизме хрупкого разрушения критерий Гриффита Оа не может служить критерием разрушения. Критерием разруп1ения является условие Ок — Uoly, где Uq-—энергия активации и у — структурный коэффициент в уравнении долговечности Журкова, причем сгк> > (Тй. При a = OG для разрыва связей, обеспечивающего бесконечно медленный рост трещины, необходима кинетическая энергия, поставляемая тепловыми флуктуациями, которая после разрыва связей рассеивается в виде тепла Qa (поверхностные потери). Рассчитаем эту величину для органического стекла ПММА (полиметилметакрилата). При а = 0 энергия разрыва связей, рассчитанная на единицу площади поверхности, равна а = 0,6 NUq. Число химических связей N, разрыв которых приводит к возникновению двух единичных площадок трещины, равно A/ = l/so, где So — поперечное сечение, приходящееся на одну рвущуюся цепь 5o = Я , а К = ЗХо (рвется в среднем каждая третья полимерная цепь). Для ПММА Ло = 0,4 нм, поэтому N = 2 10 см 2, и при Уо = 138 кДж/моль = = 2,3-10 2 Дж/см2. Согласно [4.79, 4.80], а = 0,4-10 Дж/см и, следовательно, Qa= 1,9-10 = Дж/см Характеристическая энергия разрушения, определенная из опыта для ПММА, равна 4,3-10 2 Дж/ м , что существенно превышает рассчитанное значение а. [c.95]

Критериями эффективности применения модификаторов коррозии являются технологичность, адгезия, защитные свойства, экономичность и доступность ингредиентой долговечность композиций с ЛКП. Целесообразно в ПК й ГПК вводить водорастворимые полимеры для улучшения технологичности, адгезии и защитных свойств модификаторов. Например, пиридинсодержащие сополимеры обладают способностью сорбировать избыток ОФК, ингибируют вторичную коррозию, повышают адгезию, образуя координационные связи между фосфатами железа и пиридиновыми кольцами. Используется ПК в сочетании с полимерными композициями, содержащими амино- и нитрогруппы. [c.633]

Теперь обратимся к другому интересному явлению. Во всех режимах механического воздействия с момента приложения нагрузки до начала образования шейки проходит определенный период времени. В условиях а = onst этот период определяется уравнениями (V.32) и (У.ЗЗ). Если напряжение изменяется со временем, период сохранения формы тела является функционалом от напряжения и определяется по соотношению (V.34), полностью аналогичному критерию Бейли [см. уравнение (V.17)]. Это означает, что и в условиях меняющейся нагрузки происходит постепенное исчерпание долговечности формы полимерного тела, и в тот момент, когда относительное исчерпание долговечности формы составит единицу, скачкообразно развиваются большие деформации. [c.439]

В связи с этим была сделана попыткаускоренного определения параметров о и у по данным испытаний полимерного материала на растяжение в изотермических условиях с постоянной скоростью нагружения образцов. Использовалось то обстоятельство, что в случае действия переменных напряжений время жизни (долговечность) полимера определяется с помошью критерия Бейли [формула (40)], который при постоянной температуре (для данного случая) записывается в виде [c.90]

При сравнении экономической эффективности применения полимерных материалов в строительстве требуется правильный выбор качественно однородных и примерно равноценных строительных материалов. Неправильно сравнивать, например, поливинилхлоридный линолеум с паркетом, так как последний обладает другими положительными качествами. В данном случав критерием должна быть сама возможность использования материалов в одной и той же области, их долговечность и другие эйс-плуатационные характеристики. Так, поливинилхлоридный линолеум и плитки могут быть сравнимы с глифталевым линолеумом и дощатыми полами (табл. 23). [c.159]

Особо выделяется оригинальный физический критерий прочности материалов (в основном полимерных), предложенный С. Н. Журковым (см. гл. 8). Критерий этот базируется на правдоподобном представлении о том, что тепловое движение атомов или молекул, составляющих, например, макромолекулу полимера, вследствие термофлуктуаций может привести с достаточно большой вероятностью к локальному разрыву цепи, т. е. к преодолению потенциального барьера взаимодействия с соседями. Приложение, например, растягивающего напряжения снижает этот потенциальный барьер и тем самым облегчает разрушение и повышает его вероятность. Для этого постулируется, что энергия активации уменьшается (при растяжении) линейно с напряжением. В результате накопления таких микроразрывов их число достигает некоторой критической величины и образец разрушается. Отсюда следует возможность разрушения образца под действием постоянного, например растягивающего, напряжения (в процессе ползучести) и возможность оценки времени его жизни до разрушения, называемую длительной прочностью или долговечностью. Для одномерного растяжения образца напряжением о= onst формула Журкова имеет ид [c.46]