35. Термопласттар мен реактопласттардың термотұрақтылығы мен температуралық сипаттамаларының өзара байланысын көрсетіңіз.
Термопласттар 3 физикалық күйде болуы мүмкін: қатты (кристалды немесе шыны тәрізді), жоғары эластикалық және тұтқыраққыш.
Полимердің әр физикалық күйіне белгілі бір өңдеу әдісі сәйкес келеді: қатты күйде механикалық әдістер (ұштау, бұрғылау, фрезерлеу, т.б.) жоғары эластикалық күйде – пневмо- және вакуум-қалыптау, штампылау және т.б., ал тұтқыраққыш күйде – қысыммен құю, экструзия, пресстеу, т.б. қолданылуы мүмкін. Өңдеудің қандай да бір әдісін қолданылатын температуралық аймақтарды анықтау үшін полимер бір физикалық күйден екінші физикалық күйге өтетін температураны білу қажет.
Полимерлердегі ауысу температураларын анықтау үшін термомеханикалық қисықтарды – тұрақты кернеудегі және белгілі бір әсер ету уақытындағы деформацияның температуарға тәуелділігін қолданған ыңғайлы.
Аморфты (а) және кристалды (б) термопласттар мен реактопласттардың (в) термомеханикалық қисықтары: і – шыны тәрізді немесе кристалды күй; іі – жоғары эластикалық күй; ііі – тұтқыраққыш күй.
Әдеттетемпературалық сипаттамаларды термомеханикалық қисықтар бойынша жанама жүргізу арқылы анықтайды. Термомеханикалық қисықтарды алу әдістемесі үлгіні периодты түрде цилиндрлік ұштамамен қысу кезінде пайда болатын полимердің деформациясн өлшеуге негізделген. Үлгі 0,2-0,3 МПа кернеумен 1-2°С/мин жылдамдықпен қыздырылады.
Сынаққа алынатын үлгілер қалыңдығы 3,0-6,5 мм пластинка формада болуы керек. Сынақ алдында үлгілерді стандартты жағдайларда кондиционирлейді (ГОСТ 12423-66). Кем дегенде 3 үлгіні сынайды.
Берілген температура мен кернеуде белгілі бір уақыт аралығында үлгіде дамитын деформацияларды өлшеу үшін әр түрлі конструкциядағы құралдар қолданылады.
Вик құралы (ГОСТ 15088-83) жүк түсіретін қондырғыдан (үлгіге түсірілетін жалпы күш 1±0,25 Н немесе 50±0,25 Н); сағат типті бөлік құны 0,01 мм болатын дефомация көрсеткіші; берілген жылдамдықта температураның бірқалыпты көтерілуін қамтамасыз ететін жүйелер; ±2° дәлдікпен температураны өлшейтін датчиктен тұрады.
Вик құралы:
1 – үлгі; 2 – цилиндрлік ұштама; 3 – қадалық істік; 4 – жүк; 5 – ауысу индикаторы.
Каргин таразысы термометрмен және температураның көтерілуінің жылдамдығын бағдарламалық басқаратын жүйемен жабдықталған термостаттан тұрады. Күш түсіретін қондырғы ретінде әр түрлі иінді таразы қолданылады. Қысқа иінге төменгі жағында диаметрі 3-4 мм болатын цилиндрлік ұштама болатын жүк ілінген, ал ұзын иінге ұштамамен үлгіге берілетін қысымды реттеуге арналған гірлер ілінген.
Каргин таразысы:
1 – жүк; 2 – үлгі; 3 – бұрандалы үстелше; 4 – термостат; 5 – термометр; 6 – гірлер салынған шынаяқ.
Кристалды полимерлердің ГОСТ 21553-76 сәйкес балқу температураларын анықтауды 3 әдіспен жүргізеді: поляризациялық-оптикалық, дифференциалды-термиялық және көзбен шолу арқылы.
36. Полимерлі материалдардың термотұрақтылығын бақылау үшін қандай сипаттамаларды қолдануға болады?
Полимерлі материалдардың термотұрақтылығын бағалау үшін екі түрлі сипаттаманы қолданады: полимердің берілген температураға ыдыраусыз төзу уақыты tнржәне термодеструкция басталатын уақыт Тнр. Термотұрақтылықты бағалау әдістері деструкция кезінде жүретін құбылыстарға негізделген. Олар – полимердің қасиеттерінің өзгеруі (балқыманың тұтқырлығы, молекулалық масса, беріктілік қасиеттері), түсі мен мөлдірлігінің өзгеруі, деструкция өнімдерінің бөлінуі және т.б.
Термотұрақтылықты бағалау үшін әдетте реологиялық әдіс қолданылады. Ол берілген температурада балқыманың тұтқырлығы өзгеріссіз қалатын уақыт аралығын өлшеуге негізделген.
Тұтқырлықтың термиялық әсердің ұзақтығына тәуелділігін анықтау үшін ротациялық та, капиллярлы да вискозиметрлер қолданылуы мүмкін.
Поливинилацетальдардың, фторопласттардың және басқа да материалдардың термотұрақтылығын қыздыру кезіндегі массасын жоғалтуы арқылы бағалайды. Ыдырау басталатын сәт масса жоғалтудың жылдамдығының тез өсуімен сипатталады. Сынаққа термошкаф, аналитикалық таразы, сағат және бюкстер қажет.
Кейде полимердің термотұрақтылығын бағалау үшін берілген уақыт аралығында белгілі бір температурада қыздырғаннан кейінгі массасын жоғалтуының мәнін анықтау қолданылады.
Полимердің ыдырау температурасын табудың ең жеңіл және әмбебап әдісі материалды қыздыру кезінде бөлінетін ұшқыш заттардың қысымның өсу кинетикасын анықтауға негізделген. Ыдырау температурасын «ұшқыш заттар қысымы – уақыт» қисығының секірмелі өзгерістері арқылы табады.
