Москва: +7 (499) 281-61-94
Санкт-Петербург: +7 (812) 495-90-55

Заключение по физико-механическим свойствам представленных образцов

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

Институт элементоорганических соединений
им. А.Н. Несмеянова

Лаборатория полимерных материалов

Зав. лаб., заслуженный деятель науки РФ,  докт. хим. наук, профессор А. А. Аскадский

119991, Москва В-334, ул. Вавилова, 28.

Телефон: 135-93-98

E-mail: andrey@ineos.ac.ru 

 

Заключение по физико-механическим свойствам.

1) Удельная ударная вязкость

Первые измерения были проведены при 18°С. Для каждого образца проведено по два измерения. Результаты измерений показаны в таблице 1а. Наибольшей удельной ударной вязкостью А обладает образец №2 (величина А составляет 8,9 кДж/м2), наименьшей удельной ударной вязкостью обладает образец №3, величина которой составляет 4 кДж/м2. Для образца №2 удельная ударная вязкость по Шарпи с надрезом составляет 5,7 кДж/м2 т.е. коэффициент ослабления составляет 5.7/8.9=0.64. В целом величины удельной ударной вязкости показывают, что разрушение при ударе не является хрупким и находится на уровне большого количества полимерных материалов.

Табл. 1а. Удельная ударная вязкость при 18°С.

Удельная ударная вязкость при отрицательных температурах.

Измерения были проведены при 0°С и при -20°С. Для каждого образца проведено по два измерения. Удельная ударная вязкость вычисляется по формуле:

где E – энергия, затраченная на разрушение при ударном воздействии, b – ширина образца, h – толщина.

Результаты измерений показаны в таблице 1б.

Табл. 1б. Значения удельной ударной вязкости при отрицательных температурах.

Наибольшей удельной ударной вязкостью обладает образец №1 (величина А составляет 6,4 кДж/м2 при 0°С), наименьшей ударной вязкостью обладает образец №2, величина которой составляет 4,2 кДж/м2 при -21°С. В целом величины удельной ударной вязкости при отрицательных температурах показывают, что разрушение при ударе не является хрупким и находится на уровне большого количества полимерных материалов. На образце №2 удельная ударная вязкость при отрицательных температурах, имеет значение в два раза ниже, чем при обычных температурах. На остальных образцах значения удельной вязкости при отрицательных температурах и при обычных примерно одинаковы.

2) Прочность при изгибе при 18°С.

Проведено по три измерения для каждого образца на приборе «Динстат» консольном методом. Размеры образцов 10×15×3.5 мм. Прочность при изгибе рассчитывается по формуле σизгm·6/bh2, где m –изгибающий момент (кг·см), b – ширина образца (см), h – толщина образца (см). Результаты измерений показаны в таблице 2. Разброс данных небольшой. Наибольшая средняя величина прочности при изгибе наблюдается для образцов 1 и 3, наименьшая – для образца 4. Показатели прочности при изгибе превышают значения, которые приведены для компаний Террадек и марки Twinson.

3) Прочность при растяжении при 18°С.

Измерения проводились на универсальной испытательной машине LLOYD Instruments LR5K Plus. Скорость растяжения составляла 50 мм/мин. Кривые растяжения для всех образцов показаны на рис.1. Там же указана предельная деформация при разрыве, значения которой также приведены в таблице 4. Сами же значения прочности при растяжении показаны в таблице 3.

Табл. 2. Прочность при изгибе
Табл. 3. Прочность при растяжении при 18°С.
Табл. 4. Предельная деформация при растяжении

Кривые растяжения не являются прямолинейными. Наибольший наклон кривых растяжения наблюдается на первом участке; дальше при переходе ко второму участку наклон снижается, и это свидетельствует о том, что модуль упругости, который определяется тангенсом угла наклона кривой растяжения к деформации, также снижается по мере деформирования. Такие кривые растяжения характерны для композитов и вообще для твердых полимеров, в которых по мере деформирования нарушается их физическая структура и материал ослабляется.

Кривые растяжения для каждого образца были перестроены в средние кривые, и по ним определялись значения средней прочности при изгибе σср. Также по средним кривым определялся модуль упругости по тангенсу угла наклона начального участка кривой растяжения.

Из таблицы 3 видно, что наибольшей прочностью при растяжении обладает образец №2 а наименьшей – образец №1. Наблюдается существенный разброс в значениях прочности при изгибе  в параллельных измерениях, который иногда достигает 50% (например для образцов 5 и 6). Это свидетельствует о том, что образцы являются неоднородными. В целом, величины прочности при растяжении превышают аналогичные значения, приведенные компанией Террадек и примерно одинаковы со значениями марки Twinson. Что касается модуля упругости, то его средние значения лежат в интервале от 1125 до 3000 МПа. Предельная деформация при растяжении показана в таблице 4. Эта величина лежит в пределах от 1,6 до 3,2%, что находится в интервале значений, показанных при испытаниях материала марки  Twinson.

рис. 1

Композиция 1

Образец1 σр=18МПа εр=2.2%
Образец1 σр=18МПа εр=2.2%
Образец1 σр=27МПа εр=2.9%
Образец1 σр=27МПа εр=2.9%
Образец1 σр=29МПа εр=2.9%
Образец1 σр=29МПа εр=2.9%
Средняя кривая Образец1 σр=25МПа εр=2.67%
Средняя кривая Образец1 σр=25МПа εр=2.67%

Композиция 2

Образец 2 σр=39МПа εр=2.55%
Образец 2 σр=39МПа εр=2.55%
Образец 2 σр=33.5МПа
εр=3.2%
Образец 2 σр=33.5МПа εр=3.2%
Средняя кривая Образец 2 σр=38.5МПа εр=2.88%
Средняя кривая Образец 2 σр=38.5МПа εр=2.88%

Композиция 3

Образец 3 σр=27МПа εр=1.55%
Образец 3 σр=27МПа εр=1.55%
Образец 3 σр=27МПа εр=2.22%
Образец 3 σр=27МПа εр=2.22%
Образец 3 σр=40МПа εр=2.67%
Образец 3 σр=40МПа εр=2.67%
Средняя кривая Образец 3 σр=34МПа εр=2.15%
Средняя кривая Образец 3 σр=34МПа εр=2.15%

Композиция 4

Образец 4 σр = 22,6МПа εр = 1,9%
Образец 4 σр = 22,6МПа εр = 1,9%
Образец 4 σр=35МПа εр=2,97%
Образец 4 σр=35МПа εр=2,97%
Образец 4 σр=24,2МПа εр=2,5%
Образец 4 σр=24,2МПа εр=2,5%
Средняя кривая Образец 4  σр= 27,4МПа  εр=2,50%
Средняя кривая Образец 4 σр= 27,4МПа εр=2,50%

Композиция 5

Образец 5 σр =32,5МПа εр=3%
Образец 5 σр =32,5МПа εр=3%
Образец 5  σр = 41,1МПа  εр = 2,9%
Образец 5 σр = 41,1МПа εр = 2,9%
Образец 5  σр = 23,4МПа   εр = 1,8%
Образец 5 σр = 23,4МПа εр = 1,8%
Средняя кривая
Образец 5  σр = 32 МПа    εр = 2,57 %
Средняя кривая Образец 5 σр = 32 МПа εр = 2,57 %

Композиция 6

Образец 6 σр = 20,3 МПа    εр = 1,6%
Образец 6 σр = 20,3 МПа εр = 1,6%
Образец 6  σр = 40,7 МПа    εр = 3,1%
Образец 6 σр = 40,7 МПа εр = 3,1%
Образец 6  σр = 25,7 МПа    εр = 1,5 %
Образец 6 σр = 25,7 МПа εр = 1,5 %
Средняя кривая Образец 6  σр = 26 МПа  εр = 2,07 %
Средняя кривая Образец 6 σр = 26 МПа εр = 2,07 %

Зав. лаб. полимерных

материалов ИНЭОС РАН

А.А. Аскадский

24.04.2017
Корзина пуста.