Влияние условий эксплуатации на прочность полимерных материалов

Теплофизические свойства имеют очень важное значение для определения практической ценности полимерных материалов. Эти данные необходимы для выбора процессов переработки пластмасс в изделия с использованием нагревания или охлаждения рабочего тела (расплавление, затвердевание, размягчение).

К теплофизическим свойствам полимеров относятся: тепловое расширение, теплопроводность, теплоемкость, температуропроводность, теплоусвояемость.

Тепловое расширение полимеров может быть оценено по изменению удельного объема от температуры (рис.3). После перехода в полностью аморфное состояние зависимость становится линейной.

Рис. 3. Зависимость удельного объема от температуры для некоторых термопластов.

Основные теплофизические свойства полиолефинов представлены в таблице 6.

Таблица 6.

Термостойкость характеризует устойчивость полимерного материала к химическому разложению при повышекнных температурах. О разложении полимера судят по изменению его массы, исследуемому методом термогравиметрии.

Под теплостойкостью понимают способность твердых полимерных материалов сохранять под нагрузкой определенную жесткость при повышении температуры. Подобное определение требует уточнения, так как даже незначительное повышение температуры приводит к снижению модуля упругости пластмассы, т.е. в известном смысле к её размягчению. Поэтому под возможностью сохранять свойства, не размягчаясь при повышении температуры, следует понимать способность материала не превышать определенное дозированное значение размягчения. Таким образом, эта характеристика является условной, принятой для сравнительной оценки.

Весьма распространена характеристика – температура размягчения по Вика. Образец размещается в термокамере, температура в которой поднимается с определенной заданной скоростью. В образец под действием груза вдавливается цилиндрический индентор диаметром 1,13 мм. Температура размягчения по Вика – это температура, при которой индентор внедрился в полимер на глубину 1 мм.

Морозостойкость помогает оценить способность находящегося под нагрузкой полимерного материала сохранять свои термодеформационные свойства при низких температурах. Ниже температуры морозостойкости (хрупкости) пластмасса становится хрупкой и растрескивается. Этот параметр зависит от свойств полимерного материала.

Температурные характеристики полиолефинов приведены в таблице 7.

Таблица 7. Температурные характеристики полиолефинов