|
|
|
Главная --> Справочник терминов Динамических испытаниях Некоторые данные динамических механических потерь представлены на рис. 8.44. а- и (3-максимумы релаксационных потерь при низких температурах для утомленных образцов сравнивались с соответствующими максимумами исходных образцов. Во всех случаях образцы, утомленные при большом числе циклов воздействия (>2000 циклов нагружения при напряжении 0Макс/^> 0,56), разрушались во время динамических испытаний. лентность механических свойств полимеров; 3) она может быть применена для интерпретации результатов опытов по релаксации напряжений, ползучести и динамических испытаний. Последний метод, в котором образец полимера деформируют по синусоидальному закону у (t) — YO sin ю^> является особенно полезным средством разделения реакции среды на упругую и вязкую. Отношение вязких напряжений к упругим представляет собой меру диссипации энергии за единицу времени. В Примере 6.2 рассмотрено поведение линейной вязкоупругой среды при динамических воздействиях, а также обсуждается полезность этого метода. 1. Определение вязкости расплава при нулевой скорости сдвига (TI,,) и при низких ее значениях проводили в соответствии с эмпирическим правилом Кокса—Мерца* методом динамических испытаний на механическом спектрометре. -аддитивных схем 98 -адсорбции, равновесной 55 -аннигиляции позитронов 55 -атомных инкрементов 419 -градиентных трубок 58 -диаграмм совместимости 419 -дилатометрический 107,58 -динамических испытаний 107 -динамического механического анализа 286 -ДСК 473 -замораживания деформаций 248 В отличие от испытаний при стационарном режиме циклическое деформирование обычно не приводит к разрушению вторичных (надмолекулярных) структур материала, поэтому особенно удобно применять этот вид испытаний для оценки реологических свойств полимеров в неустановившемся или нестационарном режиме, а также для наблюдения за структурными изменениями в полимере. К преимуществам динамических испытаний относится и большая информативность: в процессе одного опыта можно наряду с показателями уп-руговязких свойств смесей определять их вулканизационные характеристики. Приборы для динамических испытаний отличаются по режиму деформирования (плоскопараллельный или крутильный знакопеременный сдвиг), по геометрии рабочего узла, конструкции силоизме-рительного устройства, системам поддержания и контроля температуры. Они известны под названиями: вулкаметры, кюрометры, вибрационные пластометры или реометры, - и будут описаны в главе 18. Рис. IX. 1. Схема различных видов динамических испытаний при периодических одноосных деформациях: щие) пластометры, сдвиговые ротационные вискозиметры, сжимающие пластометры, приборы для динамических испытаний. Приборы для динамических испытаний. К ним относятся кюро-метры, вулкаметры, реометры (вибрационные пластометры). Приборы различаются по режиму деформирования (плоскопараллельный и крутильный знакопеременный сдвиг), по конструкции рабочего узла и силоизмерительного устройства, систем регулирования температуры испытания. Динамические свойства резин не являются стабильными. Результаты испытаний зависят от формы образцов, длительности, амплитуды, частоты и температуры испытания (ГОСТ 23326—78. Методы динамических испытаний. Общие требования). 6. Конструкция машин для динамических испытаний, их кинематические схемы и принцип действия. Обзор данных таблицы показывает, что хотя сопротивление подвулканизации при введении ТКАФ несколько уменьшилось, его стабилизирующее действие очевидно,особенно при динамических испытаниях после старения. В сравнении с другими испытанными стабилизаторами он показывает лучшую эффективность. Не обошла проблему улучшения упруго-прочностных свойств шин и ведущий производитель шин в мире и США -фирма "Гудьир" [299]. Для снижения сопротивления качению пневматических грузовых шин, повышения сопротивления проскальзыванию и износостойкости резиновая смесь содержит (ч.): 100 каучука (>1), например, НК, СК (СКД; 3,4-ПИ; СКС; тройной сополимер изопрена, бутадиена и стирола; СКН, СКЭПТ, БК, ХБК); 0,5-5,0 2,5-диорганогидрохинона (ДОГ) формулы: C6H2(OH)2R'R2, где R1 и R2 - одинаковые или разные радикалы углеводорода С,_20. Данный модификатор применяют для изготовления каркаса, боковины и двухслойного протектора. Пример. Смесь содержит (ч.): 50 НК; 25 СКД; 34,4 СКС; 60 техугле-рода; 6 масла; 3 противостарителя; 4 S и ускорителя вулканизации. Введение модификатора на 2-ой стадии смешения снижает время начала подвулканизации. Резина превосходит контрольную (без модификатора) по упругости при 20° С и 100° С на 4,7-6,9 %, по эластичности при динамических испытаниях при 100° С на 13,9 %, то есть имеет более низкие гистерезис-ные потери. Способ совмещения бутадиен-стирольных сополимеров с каучуком меньше влияет на прочностные свойства вулканизатов. Полимеры, изготовленные смешением латексов, по свойствам аналогичны полимерам, полученным совмещением на вальцах5. Вулканизаты смесей каучука и высокостирольной смолы, изготовленные на вальцах, имеют несколько меньшую твердость и прочностные показатели, однако при корректировке рецепта и увеличении количества высокостирольного компонента в смеси получают вулканизаты, равные по твердости вулканизатам, изготовленным из латексной смеси. Свойства этих резин в статических и динамических испытаниях становятся совершенно равноценными8. Способ совмещения бутадиен-стирольных сополимеров с каучуком меньше влияет на прочностные свойства вулканизатов. Полимеры, изготовленные смешением латексов, по свойствам аналогичны полимерам, полученным совмещением на вальцах5. Вулканизаты смесей каучука и высокостирольной смолы, изготовленные на вальцах, имеют несколько меньшую твердость и прочностные показатели, однако при корректировке рецепта и увеличении количества высокостирольного компонента в смеси получают вулканизаты, равные по твердости вулканизатам, изготовленным из латексной смеси. Свойства этих резин в статических и динамических испытаниях становятся совершенно равноценными8. Чтобы учесть релаксационные свойства полимеров, необходимо найти связь между скоростью движения диффундирующей частицы и 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 Y-'переходы), которые имеют место во всех полимерах при динамических испытаниях, основные особенности кривых релаксации напряжения (ползучести) и термодинамические свойства. Справедливость этой модели при описании механических релаксационных свойств полимеров будет обсуждена нами ниже. Различные точки зрения на природу масштабного эффекта прочности твердых тел при статических и динамических испытаниях высказывались в дискуссии23. ' резины одинаковы, но статический режим испытания является более «мягким» по сравнению с динамическим. Несмотря на то, что в статических условиях резина находится все время в напряженном состоянии, ее разрушение происходит значительно позднее, чем при Статическая деформация 6"ст,,% динамических испытаниях, когда резина находится в напря- чае от химических процессов, а также одинаковость закономерностей усталости резины при статических и динамических испытаниях указывают на то, что элементарные акты зарождения центров разрыва имеют в обоих случаях общий механизм. Химические процессы играют существенную роль лишь в ускорении процессов образования центров разрыва. Роль этих механо-хи-мических процессов при динамических испытаниях настолько велика, что во многих случаях именно они определяют срок эксплуатации резиновых изделий. Значительно расходятся экспериментальные данные относительно влияния наполнителей на Т0 эластомеров. В ряде работ [154—157] наблюдалось некоторое повышение Тс, в то время как в других [158—161] этого не было обнаружено. Так, для полиуре-тановых эластомеров [159], так же как и для некоторых эпоксидных смол и поливинилацетата [60], изменения Тс при введении инертных наполнителей не наблюдалось; Тс не изменяется и при введении сажи в НК и полиизобутилен [160], а также мела и каолина в резину СКС-30 [162]. В ряде случаев наблюдалось даже понижение Тс. Так, введение 10% мела в ПММА снижает Тс на 10 °С [163]. Смещение Тс к меньшим значениям или смещение перехода при той же температуре к более высоким частотам-наблюдалось для наполненных ПММА и поликарбоната при динамических испытаниях [164]. Но в большинстве случаев, особенно для наполненных Реакция вязкоупругого материала на внешнее воздействие решающим образом зависит от соотношения между временными масштабами эксперимента и релаксации как свойства вещества. В зависимости от этого соотношения наблюдаемое поведение исследуемого образца кажется совершенно различным. Но в действительности — это лишь многообразные проявления комплекса вязкоупругих свойств материала. Поэтому необходимым фактором оказывается введение в экспериментальную схему временного параметра. При испытаниях на ползучесть или релаксацию это достигается измерением деформаций или напряжений, изменяющихся во времени. При динамических испытаниях пластмасс, которым посвящена настоящая часть книги, осуществляется периодическое нагружение образца, и роль временного фактора играет частота колебаний. Рис. V,3. Диаграмма, иллюстрирующая воэможности различных методов измерения механических свойств полимерных материалов при динамических испытаниях. Пояснения и обозначения областей, показанных на диаграмме, ом. в тексте.  Длительного кипячения Дальнейшему взаимодействию Длительном воздействии Длительности воздействия Добавляют безводный Добавляют хлористый Добавляют насыщенный Добавляют необходимое Добавляют окончание |
- |
Навигация