Plastics_8_2012

ТЕМА НОМЕРА /ПЕРИФЕРИЙНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ П Л А С Т И К С № 8 ( 1 1 4 ) 2 0 1 2 w w w . p l a s t i c s . r u 43 дел прочности образцов, полученных литьем под давлением, оказывается, как правило, существенно большим, чем для изготовлен- ных методом компрессионного литья. Для образцов, полученных механической обра- боткой, прочность и разрывное удлинение оказываются заниженными из-за возмож- ных небольших дефектов, появившихся в процессе изготовления. Другим важным фактором, влияющим на результаты испытаний, является распо- ложение мест впуска и размер литников при литье образцов. Это особенно справедливо для пластмасс, армированных стекловолок- ном. Впускной литник, располагающийся у верхушки образца, способствует ориен- тации волокон вдоль образца, что, в свою очередь, приводит к завышенным значе- ниям прочности. Если впуск расположен сбоку, то волокна в образце ориентируются хаотично. Образцы могут быть также изготовлены путем механической обработки заготовок, которые представляют собой листы, пла- стины, блоки или изделия иной формы. Размеры образцов строго регламентиру- ются требованиями стандартов к конкрет- ному материалу. В этом случае возможно применение стандартных механообраба- тывающих станков (токарных, расточных, координатно-фрезерных), однако для этой цели выпускается и специальное лаборатор- ное оборудование (рис. 6-9). Перед испытаниями пластмассовые об- разцы кондиционируют в течение не менее 24 часов, используя стандартизованные условия. Поскольку свойства некоторых пластмасс резко изменяются даже при не- больших колебаниях температуры, рекомен- дуется проводить испытания в стандартной лабораторной атмосфере при температуре 23±2°С и относительной влажности окру- жающего воздуха 50±5 процентов. Для кон- диционирования применяются камеры или помещения любого типа, удовлетворяющие вышеуказанным условиям. Определение механических свойств Ключевую роль при работе с полимерами играют их механические свойства. Основой для понимания свойств материала являются сведения о том, как материал реагирует на любую внешнюю механическую нагрузку. Среди прочих эти показатели являются часто самыми главными, поскольку практически во всех самых различных областях приме- нения пластмасс конечные изделия в той или иной степени подвергаются силовым нагрузкам. Часто конструкторы при выборе мате- риала обращаются к сопоставлению именно механических характеристик различных по- лимеров и их марок, таких как прочность при растяжении, предел текучести при разрыве, относительное удлинение при разрыве, остаточное удлинение после раз- рыва, модуль упругости при растяжении или изгибе, ударная вязкость, твердость при вдавливании шарика. Например, зная величину деформации, создаваемой на- грузкой (напряжением), конструктор может предсказать реакцию конкретного изделия на его рабочие условия. Зависимости на- пряжения и деформации при растяжении определяют следующим образом. Образец, имеющий форму двойной лопатки, зажатый в вертикальном положении, растягивают с постоянной скоростью и регистрируют приложенную нагрузку и удлинение. По- сле этого вычисляют напряжения разрыва и деформации. Прочность на изгиб является мерой, показывающей жесткость материала, то есть насколько хорошо материал сопро- тивляется изгибу. В отличие от нагрузки при растяжении, при испытаниях на изгиб все силы действуют в одном направлении. Обыкновенный, свободно опертый стер- жень нагружается в середине пролета, тем самым создается трехточечное нагружение. На стандартной машине для испытаний на- гружающий наконечник давит на образец с постоянной скоростью 2 мм/мин. Модуль упругости при изгибе (отношение напряжения к деформации) наиболее часто упоминают при ссылке на упругие свойства. Для вычисления модуля упругости при изги- бе по зарегистрированным данным строит- ся кривая зависимости прогиба от нагрузки. Начиная от исходной линейной части кри- вой, используют минимум пять значений нагрузки и прогиба. Модуль упругости при изгибе эквивалентен наклону линии, каса- тельной к кривой напряжения/деформации, в той части этой кривой, где пластик еще не деформировался. Значения напряжений и Рисунок 9. Шлифовальный станок для достижения требуемой толщины материала образца Рисунок 8. Трехкоординатный фрезерный станок для вытачивания стандартных образцов из твердых листовых материалов Рисунок 10. Схема испытания образца на изгиб Прикладывание усилия со скоростью 2 мм/мин. Образец R 0,5 5 ° R 2 4 80 64