книги из ГПНТБ / Гурова Т.А. Технический анализ и контроль производства пластмасс учеб. пособие для техникумов

собность материала сопротивляться действию изгибаю­ щей нагрузки до определенного предела, после чего раз­ рушается образец.

машине (например, разрывной машине типа РПУ-1), по­ зволяющей осуществлять испытание на изгиб и произве­ сти измерение нагрузки с точностью до 1 % от величины измеряемой нагрузки.

В конструкции испытательной машины должна быть учтена возможность изменять скорость движения под­ вижной головки машины, а также расстояние между опорами. Середина пролета между опорами должна совпадать с осью наконечника, передающего нагрузку. Радиус наконечника Ri должен быть равен 5+0,1 мм,

210

стандартных образцах, изготовленных из испытуемого материала, и выражается в кГ/см2.

Образцы из листов, плит, стержней и других подоб­ ных материалов изготавливаются механической обработ­

Рис. 54. Положение образца при испы­ тании прочности при статическом изгибе

товлять образцы для испытаний прессованием или лить­ ем под давлением, режимы прессования и литья для раз­ личных видов пластмасс должны соответствовать уста­ новленным стандартам или техническим условиям на данные материалы. Образцы, изготовленные методом ме­ ханической обработки или прессованием, должны иметь форму бруска прямоугольного сечения размером (10+ +0,5) Х( 15+0,5) X (120+2) мм.

При испытании листовых и слоистых материалов тол­ щиной менее 10 мм толщина образца остается равной толщине листа испытуемого материала, а длина, ширина и расстояние между опорами должны соответствовать размерам, приведенным в табл. 7.

При изготовлении образцов из плит толщиной более 10 мм плита срезается только с одной стороны до 10 мм. Образцы, изготовленные методом литья под давлением, должны иметь форму бруска прямоугольного сечения размером (4+0,2) X (6+0,2) X (55+1) мм.

211

Т а б л и ц а 7

Техника определения. Перед испытанием замеряют толщину и ширину образцов в средней части с точностью до 0,05 мм и вычисляют площади поперечного сечения. Испытания проводят при комнатной температуре. При проведении испытания брусок широкой стороной свобод­ но укладывают на две опоры, расстояние между которы­ ми должно соответствовать величинам, указанным в табл. 7.

Расстояние между опорами при испытании образцов, изготовленных литьем под давлением, устанавливают равным 40+0,3 мм. К середине образца прилагают под прямым углом изгибающую силу, создаваемую прибо­ ром. Скорость приложения нагрузки к образцу определя­ ется скоростью движения подвижной головки машины, которая при испытании должна быть в пределах 20—

60мм/мин.

Вмомент разрушения образца на циферблате прибо­ ра фиксируется величина прогиба в миллиметрах (стре­ ла прогиба) и изгибающая нагрузка в килограммах.

Испытания проводятся на трех образцах, из всех оп­ ределений берут среднее значение. ,

Расчет. Предел прочности образца при статическом изгибе (о) в кГ/см2 вычисляют по формуле

MЗРІ

о= W = 2Ь№

212

Определение предела прочности при растяжении.

Пределом прочности при растяжении называется способ­ ность материала оказывать сопротивление действию ра­ стягивающей нагрузки до момента разрушения образца.

Сущность способа состоит в том, что к стандартному образцу прилагается растягивающее усилие, возрастаю­ щее с постоянной скоростью до тех пор, пока не произой­ дет разрыв образца.

Величина разрушающей силы при растяжении образ­ ца — отношение нагрузки, при которой разрушился обра­ зец, к начальной площади поперечного сечения выража­ ется в кГІсм2.

R60 ISO

Am

1150

Рис. 55. Форма образца испытания проч­ ности при растяжении:

L — о б щ а я д л и н а ; В — ш и р и н а г о л о в к и ; / — д л и н а р а б о ч е й ч а с т и ; в — ш и р и н а р а б о ч е й ч а с т и ; А — р а с с т о я н и е м е ж д у м е т к а м и , о п р е д е л я ю щ и м и по

л о ж е н и е к р о м о к з а х в а т о в на о б р а з ц е

или формованием, или механической обработкой спе­ циальных заготовок.

Размеры (мм) и форма образца указаны на рис. 55. Образцы для испытания листовых и слоистых мате­ риалов вырезают из испытуемой пластины в двух на­ правлениях: по длине и ширине. При этом толщину об­ разца принимают равной толщине листа или плиты, если она не превышает 10 мм. Если толщина плиты более

213

пературе 20±2°С па пяти образцах. Перед испытанием замеряют толщину и ширину той части образца, кото­ рую подвергают разрыву, и вычисляют площадь ее по­

при скорости движения зажима машины при холостом ходе от 10 до 20 мм!мин до его разрыва. По шкале на машине отмечают величину нагрузки в килограммах, при. которой произошел разрыв образца.

пяти определений рассчитывают среднее арифметиче­ ское.

Определение предела прочности при сжатии. Преде­ лом прочности при сжатии называется способность ма­ териала оказывать сопротивление сжимающей нагрѵзке до момента, когда наступает разрушение образца. Сущ­ ность способа его определения состоит в том, что к стан-

214

актопластов изготавливаются методом формования или

натной температуре 20+2°С на пяти образцах указан­ ных размеров. Перед испытанием измеряют каждый об­ разец (не менее чем в трех точках) и вычисляют пло­ щадь поперечного сечения с точностью до 0,01 см2.

Испытуемый образец помещают между двумя пли­ тами машины и подвергают действию возрастающего давления до полного его разрушения. По циферблату

ляется самым распространенным из механических испы­ таний пластмасс. Под твердостью подразумевают спо­ собность материала сопротивляться сосредоточенному на его поверхности напряжению. Обычно твердость оп­ ределяют вдавливанием в материал стального шарика под заданной нагрузкой.

215

Испытание производят на приборе ТП-1, разработан­ ном Институтом физики АН СССР для измерения твер­ дости различных видов пластмасс.

Испытания производятся на образцах в виде брус­ ков или пластин, а также на изделиях из пластмасс. Размеры образцов или изделий должны быть достаточ­ ными, чтобы определять твердость в нескольких точках поверхности. При этом расстояние между краями отпе­ чатков шарика и краями образца должно быть не менее 0,5 см. Образцы для испытания могут быть изготовле­ ны формованием или механической обработкой. Толщи­

образцов. На каждом образце делается не менее двух определений.

Испытуемый образец кладут на стол прибора и под действием предварительного усилия шарик вводят в со­ прикосновение с поверхностью образца. После этого ин­ дикатор, отсчитывающий величину вдавливания, уста­ навливают на нуль. Шарик вдавливают в материал под

проводят предварительное испытание материала. Под действием одной из указанных сил вдавливают шарик в материал в течение 60 сек на глубину 0,13—0,36 мм.

і

§ 3. ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ

Наиболее важными теплофизическими характеристи­ ками полимерных материалов являются теплостойкость и морозостойкость. Они определяют верхнюю и нижнюю допустимую температуру применения того или иного материала. От температурных условий зависят физикомеханические свойства полимеров: при высокой темпе­ ратуре полимер переходит в высокоэластическое или

теплостойкость и морозостойкость определяют темпера­ туру перехода полимерного материала из высокоэласти­ ческого состояния в вязко-текучее и стеклообразное.

При определении теплостойкости пользуются различ­ ными методами. Наиболее распространенными являют­ ся методы Мартенса и Вика.

Этими методами теплостойкость определяют как способность полимерного материала противостоять ме­ ханическим воздействиям при повышенных температу­ рах.

Определение теплостойкости по Мартенсу. Сущность способа состоит в том, что испытуемый образец подвер­ гается действию изгибающего усилия 50 кГ/см при по­ степенном и медленном нагревании. Температура, при которой испытуемый образец согнется на определенную

производится в аппарате Мартенса, схема которого при­ ведена на рис. 56. Стандартный брусок 1 закрепляют строго вертикально нижним концом в зажиме 2, а верх­ ним концом в зажиме 3. Верхний конец имеет рычаг 5, на который надет груз 6, передвигающийся по рычагу. Перед испытанием груз устанавливают так, чтобы обра­

217

разца, укрепленного на приборе, до центра тяжести под­ вижного груза 6 для создания необходимого изгибаю­ щего напряжения в 50 кГ/см2 определяется по формуле

Рис. 56. Схема прибора Мартенсл для испытания пластмасс на тепло­ стойкость:

/ — и с п ы т у е м ы й о б р а з е ц ; 2 — н и ж н и й з а ­ ж и м д л я о б р а з ц а ; 3 — в е о х н и й з а ж и м ; 4 — о с н о в а н и е ' п р и б о р а ; 5 — р ы ч а г ; 6 — г р у з ; 7 — н а г р е в а т е л ь н ы й ш к а ф ; 8 — т е р м о ­

м е т р ; 9 — у к а з а т е л ь ; 10 — ш к а л а

218

Нагревательный шкаф 7, в котором устанавливается прибор Мартенса, обогревается с таким расчетом, чтобы температура повышалась равномерно со скоростью не более 50° в час.

Под действием температуры и груза 6 брусок изги­ бается, и рычаг 5 с указателем 9 начинает постепенно опускаться. Температура, при которой указатель 9 опу­ стится на 6 мм по шкале 10, или образец разрушится, фиксируется как температура, характеризующая тепло­

3 мм. Образцы, имеющие меньшую толщину, склады­

219