4.4 Результаты физико-механических испытаний
Для оценки влияния модификаторов на физико-механические характеристики нанокомпозиционных материалов определяли показатель прочности при разрыве.
Объектами исследования послужили: полиамид-6, полиамид-11 и композиции на его основе, содержащие в качестве модификатора природный минерал – шунгит различной концентрации и термообработки. Концентрация модификатора варьировалась от 0,05 % до 1 мас. %. Прочность при разрыве вычисляли, согласно требованиям ГОСТ 25.601-80. Экспериментальные исследования проводили на образцах в виде полимерных проволочек диаметрами 0,6 - 1 мм, длина 50 мм, экструдированных при исследовании показателя текучести расплава (таблица 4, рисунок 4.5).
Таблица 5 - Результаты испытаний определения прочности при разрыве
Образец |
σразрыв., МПа |
εразрыв., % |
d, мм |
Fразрыв., Н |
ПА-11 |
18,5 |
75,7 |
0,7 |
14,3 |
ПА-11+100oC+0,05% |
18,3 |
27,15 |
1 |
28,8 |
ПА-11+100oC+0,1% |
17,5 |
17,89 |
0,8 |
17,6 |
ПА-11+100oC+0,5% |
15,1 |
15,66 |
0,75 |
13,4 |
ПА-11+100oC+1% |
15,9 |
25,06 |
0,8 |
16 |
ПА-11+200oC+0,05% |
16,9 |
15,06 |
0,9 |
21,6 |
ПА-11+200oC+0,1% |
14,6 |
8,9 |
0,9 |
18,6 |
ПА-11+200oC+0,5% |
14,3 |
31,62 |
0,7 |
11 |
ПА-11+200oC+1% |
17,5 |
13,09 |
1 |
27,5 |
ПА-11+400oC+0,05% |
18,4 |
7,17 |
0,8 |
18,5 |
ПА-11+400oC+0,1% |
13,4 |
25,6 |
0,7 |
10,3 |
ПА-11+400oC+0,5% |
15,4 |
30 |
0,8 |
15,5 |
ПА-11+400oC+1% |
17,6 |
19,4 |
0,9 |
22,4 |
Продолжение таблицы 5 |
||||
Образец |
σразрыв., МПа |
εразрыв., % |
d, мм |
Fразрыв., Н |
ПА-6 |
23,66 |
25 |
0,7 |
18,2 |
ПА-6+100oC+0,05% |
20,13 |
60 |
0,5 |
7,9 |
ПА-6+100oC+0,1% |
22,93 |
43,51 |
0,5 |
9 |
ПА-6+100oC+0,5% |
21,1 |
115 |
0,65 |
14 |
ПА-6+100oC+1% |
24,46 |
89,5 |
0,5 |
9,6 |
ПА-6+200oC+0,05% |
29,86 |
133,7 |
0,4 |
7,5 |
ПА-6+200oC+0,1% |
37,82 |
70 |
0,4 |
9,5 |
ПА-6+200oC+0,5% |
23,4 |
38,93 |
0,7 |
18 |
ПА-6+200oC+1% |
17,34 |
11,49 |
0,6 |
9,8 |
ПА-6+400oC+0,05% |
28,31 |
62,71 |
0,6 |
16 |
ПА-6+400oC+0,1% |
39,78 |
231 |
0,7 |
30,6 |
ПА-6+400oC+0,5% |
24,97 |
100 |
0,5 |
9,8 |
ПА-6+400oC+1% |
25,65 |
33,53 |
0,6 |
14,5 |
Рисунок 4.6 – График зависимости показателей прочности для ПА-11 (слева) и ПА-6 (справа) от концентрации и термообработки шунгита
Исходя из проведённого эксперимента можно сделать вывод, что целесообразно в полимерную матрицу вводить допинговые добавки термообработанного шунгита. При увеличении концентрации от 0,05 % до
1 % наблюдается уменьшение прочностных характеристик полимерного композита. Для ПА-6 при концентрации шунгита 0,1 % наблюдается улучшение прочностных свойств, наиболее выраженные при термообработке 200о С и 400о С. При повышении концентрации, свойства ухудшаются. Следовательно, как и при модифицировании ПА-6, так и для ПА-11 целесообразно вводить допинговые добавки термообработанного шунгита.