10.4. Материалы и оборудование

Установка для определения деформации пластмасс, настольные часы, образец для проведения испытания из полиэтилена или винипласта диаметром 3 мм и длиной 200 мм, груз массой 2 кг.

10.5. Порядок выполнения работы

Измерение деформаций под действием постоянной нагрузки и температуры производится на установке, приведенной на рис. 9.2. На установке производится нагрев образца, подвешиваемого в кварцевую трубку с электрическим подогревом. Температура нагрева, указанная преподавателем, регулируется реостатом и контролируется термометром (см. рис. 10.2.).

Перед испытанием следует измерить длину нагреваемого участка и взвешивать подвешиваемый к образцу груз 3. Затем необходимо: образец 1 закрепить в зажиме 2, надеть на него указатель 5 и груз 3.

При закреплении груза его следует поддерживать рукой так, чтобы образец не нагружался до начала испытания. После закрепления указателя и груза отметить по шкале 4 положение указателя 5 (L₀) и записать это показание. Отпустить груз, включить секундомер. Последующие положения указателя (L₁) определить через 2, 30, 60, 90, 120 с и далее через каждые 2 мин.

Под нагрузкой образец выдержать 10 мин, после этого снять груз 3 и отметить положение указателя через 2, 30, 60, 90, 120 с после снятия груза, а затем через каждые 2 мин, до установления постоянной деформации.

Рис. 10.2. Установка для определения деформации пластмассы

Вычислить для каждого замера абсолютное удлинение образца

и относительное удлинение

,

где - длина нагреваемого участка образца

Занести все опытные и расчетные данные в табл. 10.1

Таблица 10.1.

Номер замера	Время, с.	Абсолютное удлинение образца , мм	Относительное удлинение образца , %

Построить график зависимости относительного удлинения образца от времени. Определить по графику величину упругой эластической и пластической деформации.

10.6. Содержание отчёта

1. Наименование и учебные цели.

2. Методика проведения эксперимента. Схема установки.

3. Задание исходных данных.

4. Таблица опытных и расчетных данных.

5. График зависимости относительного удлинения от времени.

6. Определение величины упругой, эластической и пластической деформаций.

10.7. Контрольные вопросы

1. В чем сходство и в чем различия между упругой и высокоэластической деформациями?

2. Какой вид деформации является преобладающим в стеклообразном и в вязкотекучем состояниях термопластов?

3. Каким образом определить эластическую составляющую деформации из общей деформации, представленной графической зависимостью от времени?

4. Какая молекулярная структура, сетчатая или линейная обуславливает большую способность полимеров к высокоэластической деформации?

5. В чем заключается релаксационный характер эластической деформации?

Литература для самостоятельной работы

Солнцев Ю.П., Пряхин Е.И., Войткун Ф. Материаловедение: Учебник для вузов. – СПб.: ХИМИЗДАТ, 2002. С. 573-576.

Лабораторная работа №11

Определение вида пластмасс экспресс-методами

11.1. Учебные цели

Научиться различать пластмассы по их основным признакам, определять вид пластмассы и область её применения.

11.2. Учебные вопросы

1. Ознакомление с классификацией, маркировкой и применением пластмасс.

2. Освоение экспресс-методов определения вида пластмасс.

11.3. Основные теоретические положения

Пластмассы, нашедшие широкое применение во всех отраслях промышленности, обладают большим разнообразием физико-механических, технологических и эксплуатационных свойств, что создаёт определённые трудности при выборе пластмассы для определённых условий работы.

Задача облегчается при помощи распределения пластмасс на классы и группы по их однородным признакам. По таким признакам принято деление на следующие классы.

1 класс – термопластичные пластмассы (термопласты), выполненные на основе полимеров линейной или разветвленной структур. Термопласты обратимо изменяют свои свойства при нагревании и охлаждении. Они размягчаются и текут с повышением температуры: при охлаждении вновь затвердевают, сохраняя приобретенную форму.

2 класс – термореактивные пластмассы (реактопласты), выполненные на основе полимеров с пространственной молекулярной структурой. По реакциям образования пространственной структуры (реакциям отверждения) делятся на две группы: отверждающиеся при высоких и низких давлениях. Реактопласты при нагреве ведут себя иначе, чем термопласты. После отверждения при нагревании они не размягчаются, не плавятся, не изменяют форму, но при достижении предельных температур начинается термическое разложение материала. Для повышения механических и технологических свойств реактопластов в последние вводят наполнители (твердые или газообразные). По геометрической форме твердого наполнителя реактопласты обеих групп подразделяются на подгруппы: порошки; волокниты и слоистые пластики.

3 класс – пластмассы с газовоздушным наполнителем (пенопласт и поропласты). При идентификации вид пластмассы может быть установлен путем внешнего осмотра материала, определения его плотности, твердости, поведения при нагреве и горении.