2. Методы определения механических и физических свойств пластмасс

Механические и физические свойства и методы их определения для пластмасс и металлов имеют некоторые отличия. Определение механических свойств пластмасс проводят при испытаниях на растяжение, сжатие, ударный изгиб, а физических свойств - путем испытания на теплостойкость и светопрозрачность.

При испытаниях на растяжение по ГОСТ 11262-80 определяют:

- прочность при растяжении σ_рм

где F_рм - максимальная нагрузка, прикладываемая к образцу;

A₀ - первоначальная площадь поперечного сечения;

- прочность при разрыве σ_{рр ,}

где F_рр- нагрузка, при которой произошло разрушение образца;

- предел текучести при растяжении σ_{рт ,}

где F_рт - нагрузка, при которой образец удлиняется без заметного ее увеличения;

6

• прочность при условном пределе текучести σ_{рту ,}

• где F_рту - нагрузка, при которой деформация составляет 0,2% первоначальной длины.

Определяются также характеристики пластичности: ε_рм, ε_р, ε_рт,  ,  ,  . Испытаниям подвергаются образцы, имеющие стандартную форму и размеры. В отличие от металлов армированные пластмассы при растяжении разрушаются без образования шейки, удлиняясь по всей длине, и остаточные деформации очень малы по сравнению с упругими.

Испытанию на сжатие, согласно ГОСТ 4651-82, подвергаются образцы, имеющие форму прямоугольной призмы или прямого цилиндра стандартных размеров. При этом определяются:

- разрушающее напряжение _ср =

- предел текучести _ст =

- прочность при условном пределе текучести _сту =

Ударная вязкость пластмасс по ГОСТ 4647-80 определяется при испытаниях образцов без надреза (а_n) стандартной формы и размеров. Для слоистых материалов испытания проводят параллельно и перпендикулярно слоям. Для ячеистых материалов испытываются образцы без надреза.

Ударная вязкость пластмасс определяется отношением работы, затраченной на разрушение образца, к площади его поперечного сечения, измеряется в кДж/м² (кгс/см²).

Специфическим испытанием пластмасс является определение их теплостойкости по Мартенсу (ГОСТ 21341-75). Сущность метода заключается в определении температуры, при которой образец, нагреваемый с постоянной скоростью 50°С/ч и находящийся под действием постоянной изгибающей нагрузки, которая создает напряжение 5 Н/мм², деформирует его на заданную величину. Прибор для определения теплостойкости по Мартенсу состоит из зажимно-нагрузочного устройства (рис 1), указателя деформации, термо- 7

шкафа с системой регулирования и измерения температуры. Положение перемещаемого груза на рычаге в мм определяют по формуле:

L_G =

где b - ширина образца, мм; S - толщина образца, мм; F_н - нагрузка, создаваемая верхней зажимной головкой с упорами и рычагом, Н; l_н - расстояние между центром тяжести рычага с верхней зажимной головкой и продольной осью образца, мм; F_G - нагрузка, создаваемая перемещаемым грузом, Н.

Теплостойкость по Мартенсу, Т_м - это температура, при которой конец рычага длиной 240 мм перемещается на 6 мм.

Рис. 1. Схема зажимно-загрузочного устройства: 1 - ось указателя деформации; 2 - рычаг; 3 - перемещаемый груз; 4 - верхняя зажимная головка; 5 - нижняя зажимная головка.

Органическое стекло - это прозрачный аморфный термопласт на основе сложных эфиров акриловой и метакриловой кислот. Критерием, определяющим пригодность органических стекол для эксплуатации, является не только 8

прочность, но и оптические свойства. В связи с низкой теплопроводностью и высоким температурным коэффициентом линейного расширения на поверхности и внутри материала появляются мелкие трещины - "серебро". Этот эффект снижает прочность и прозрачность стекла.

Оптические свойства органического стекла оцениваются светопрозрачностью и светостойкостью.

Светопрозрачность характеризуется выраженным в процентах отношением интенсивности светового луча, прошедшего через испытываемый образец стандартной толщины, к интенсивности исходного светового луча источника света.

Светостойкость оценивается процентной величиной снижения светопрозрачности после облучения образца светом кварцевой лампы в течение определенного времени. По техническим условиям ее величина не должна превышать 2,5% для авиационных органических стекол.