Способ определения эксплуатационной совместимости многокомпонентных полимерных систем

 

Изобретение относится к испытательной технике, предназначено для определения эксплуатационной совместимости многокомпонентных полимерных систем и позволяет повысить точность определения путем учета объемной доли компонентов в системе. В качестве физико-механических показателей измеряют величину удельной энергии Н раздира системы и удельную энергию Н- раздира каждого из компонентов в зависимости от его объемной доли f, в системе. Стойкость полимеров к раздиру, характеризующая совместимость , зависит от природы исходных компонентов, их составов и условий получения системы. Об эксплуатационной совместимости компонентов в системе судят по соотношению удельных энергий раздира системы Н и отдельных ее компонентов Н-. 2 ил. с (Л с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) Ai (511 4 С 01 И 19/04

f, 13I

«д

«(.

1 . :Я с„ .1|(.;:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

И ABTOPCHCNVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3986817/25-28 (22) 03.12.85 (46) 30.04.87. Бюл. ¹ 16 (71) Всесоюзный проектно-конструкторский и технологический институт вторичных ресурсов Госснаба СССР и Московский институт тонкой химической технологии им. M.Â. Ломоносова (72) В.И. Карцовник, В.Ф. Потапов, Е.А. Жукова, В.Н, Кулезнев и О.Б. Ушакова (53) 620.179.4(088.8) (56) Зимон А.Д. Адгезия.пленок и покрытий. M. Химия. 1977, с. 73.

Journal of Applied Polymer Science, 1973, v. 17, № 8, р. 2579-2595. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ СОВМЕСТИМОСТИ МНОГОКОМПОНЕНТНЪ|Х ПОЛИМЕРНЪ|Х СИСТЕМ (57) Изобретение относится к испытательной технике, предназначено для определения эксплуатационной совместимости многокомпонентных полимерных систем и позволяет повысить точность определения путем учета объемной доли компонентов в системе. В качестве физико-механических показателей измеряют величину удельной энергии

Н раздира системы и удельную энергию

Н раздира каждого из компонентов

« в зависимости от его объемной доли

f в системе. Стойкость полимеров

1 к раздиру, характеризующая совместимость, зависит от природы исходных компонентов, их составов и условий получения системы. Об эксплуатационной совместимости компонентов в системе судят по соотношению удельных энергий раздира системы Н и отдельных ее компонентов Нд. 2 ил.

13073

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам определения эксплуатационной совместимости многокомпонентных полимерных систем. 5

Цель изобретения — повышение точности определения эксплуатационной совместимости компонентов полимерных систем путем учета объемной доли компонентов в системе. 10

На фиг. 1 показан образец для осуществления предлагаемого способа; на фиг . 2 — диаграмма раздира полимерной системы из 707 ПЗВП-1 и:

307 ПЗНП. 15

Способ осуществляют следующим образом.

Из полимерного композиционного материала изготавливают одним из известных методов плоский прямоугольный образец (фиг. 1), Размеры а, Ь и h выбирают такими, чтобы упругая деформация была минимальна в работе раздира пластины. В середине торцовой части образца делают надрез дли25 ной, обеспечивающей трещину с хрупким характером разрушения полимерной системы для имитации реальных условий образования трещин при ударных нагрузках, Закрепляют концы образца в захватах испытательной машины (не показана) и прикладывают с постоянной скоростью нагрузку раздира полимерной системы. При этом записывают диаграмму зависимости усилия Р раз- 35 дира от длины 3 трещины (фиг. 2).

При слабой прочности соединений несовместимых компонентов рост трещины носит хрупкий характер и диаграмма "Р-И, имеет вид зубчатой кри- 40 вой с малыми значениями Р, как на участке 1 кривой Р-l на фиг. 2. Для совместимых компонентов величина P быстро растет, рост трещины носит пластический вязкий характер и кри- 45 вая P-I имеет вид участка 2 на фиг. 2. В промежуточных случаях рост трещины, начинаясь по типу хрупкого раздира, переходит в пластическое разрушение и кривая P-I имеет вид 50 кривой на фиг. 2, включая о6а ее участка.

Такие кривые характерны для смесей полимеров с повышенной совместимостью, промежуточных между полностью

Эксплуатационно несовместимыми сис-темами и полностью эксплуатационна совместимыми, т.е. для систем, кото11 2 рые обладают свойствами, пригодными для использования этих материалов в конкретных изделиях.

Работу раздира вычисляют измерением площади под кривой P-l.

В качестве физико-механического показателя при разрушении полимерной системы выбирают удельную энергию Н раздира, которую определяют из выражения

Н=2К$/hl ð

Н = 2:Н;

1 (2) Об эксплуатационной совместимости в системе судят по соотношению С удельных энергий раздира системы Н и отдельных ее компонентов Н<, которое выражают в процентах:

С = 100 Н/Н (3) Пример. Из смесей полиэтиленов высокой и низкой плотности были изготовлены методом литья под давлением образцы с величинами: а = 200, Ь = 50, h = 2 и 3 = 60 мм.

Каждый образец испытывали на раэдир при скорости движения активного захвата машины 200 мм/мин. Площадь S под кривой P-2 (фиг. 2) измеряли с помощью прибора по анализу изображения типа ИБАС-2 фирмы "Оптон" (ФРГ), и она равнялась 1226 мм . Длина 2, измеренная как длива проекции кригде Б — площадь под кривой нагрузка— деформация (фиг, 2)1

P. — — длина трещины, взятая по длине горизонтального образца на оси абсцисс под кривой нагрузка — деформация, К вЂ” коэффициент перевода масштабов ординаты диаграммы Р-1 нагрузка — деформация;

h — толщина образца.

После определения удельной энергии Н раздира полимерной системы изготавливают две пластины из компонентов, входящих в полимерную систему, в зависимости от их объемной доли.

Прикладывают к этим пластинам нагрузку раздира и определяют удельную энергию Нд раздира по измеренным удельным энергиям Н, раздира каждого из компонентов в зависимости от его объемной доли f, в системе из выра" жения

13073« вой P-Х. на ось Х, равнялась 36 мм.

Масштабный коэффициент К, когда на самописце машины нагрузке в 1000 Н соответствовала шкалЛ 250 мм, равен

4 Н/мм. Толщина образца h = 2 мм.

Из выражения (1) Н = 136,2 кДж/м

Для среднего значения измерений четырех .образцов получена величина

Н = 137 кДж/м . Для исходных ПЭВП-1 и ПЭНП получены средние величины Н !О равные 344 и 78,2 кДж/м соответственно. Учитывая, что объемные доли ЛЭВП-1 (0,693) и ПЭНП (0,307) близки к массовым долям, из выраже15 ния (2) получили Н = 264,2 кДж/м а условная эксплуатационная совместимость иэ выражения (3) составила

С = 51,8%.

Таким образом, разрушение полимерной системы при раздире сказывается 2О значительно более чувствительным критерием несовместимости, чем разрушение при растяжении. При этом стойкость материалов к раздиру, характе25 ризующая их совместимость с точки зрения механических свойств, зависит как от природы исходных компонентов, так И от составов систем, характеристик исходных компонентов и условий получения систем. 30

Количественная оценка систем по условной совместимости позволяет характеризовать степень приближения свойств к величинам, рассчитанным по правилу аддитивности, а также степень как ухудшения этих свойств, так и улучшения, усиления их по сравнению с аддитивными.

Формула изобретения

Способ определения эксплуатационной совместимости многокомпонентных полимерных систем, основанный на измерении физико-механических показателей при разрушении испытуемой системы, по величине которых судят об эксплуатационной совместимости компонентов системы, о т л и ч а ю щ и ис я тем, что, с целью повышения точности определения, в качестве физико-механических показателей измеряют величину удельной энергии раздира системы и удельную энергию раздира каждого из компонентов в зависимости от его объемной доли в системе, а об эксплуатационной совместимости компонентов в системе судят по соотношению удельных энергий раздира системы и отдельных ее компонентов.! 3073 !!

Составитель В.Свиридов

Техред A. Кравчук

Редактор А.Огар

Корректор С.!Цекмар

Заказ 1623/41

Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4