Физико-химические основы переработки полимеров в изделия для машин и оборудования. Баронин Г.С - 37 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

73
74
5. Чем отличается холодная листовая штамповка от твердофаз-
ной листовой штамповки термопласта?
6. Как выбрать характерные температуры Т
З
, Т
ф
и Т
1
при листо-
вой штамповке полимера?
Литература [9, 58, 82]
7. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛИМЕРОВ
ПОСЛЕ ОБРАБОТКИ ДАВЛЕНИЕМ В ТВЕРДОЙ ФАЗЕ
Все исследуемые методы низкотемпературного формования тер-
мопластов имеют сходство в том, что механические свойства готовых
изделий заметно улучшаются по сравнению с исходным материалом
[1, 9, 11, 25–26, 28, 33, 34, 42-46, 49]. Изделия, полученные объёмной
штамповкой, отличаются особенно большой прочностью
, твердостью,
повышенным сопротивлением ползучести при сжимающих нагрузках.
Изучение стойкости ПЭВП, ПЭНП, СВМПЭ и ПП к абразивному из-
носу показало, что образцы, полученные методами твердофазной тех-
нологии, имеют большую стойкость к износу, чем образцы, получен-
ные по традиционной технологии [43, 46]. Зубчатые колёса, получен-
ные этим способом, диаметром 250 мм с толщиной обода 55 мм
из ПА
выдерживают нагрузки в 1,5 тс.
Экспериментальные данные по изучению физико-механических
свойств полимерных сплавов после твердофазной экструзии свиде-
тельствуют о существенном увеличении прочностных показателей
материалов [9, 24-29, 33, 44, 49]. При этом отмечен анизотропный ха-
рактер упрочнения. В случае твердофазной экструзии прочность ма-
териала возрастает в направлении деформирования и почти не изме-
няется в поперечном
. Очевидно, это явление связано с интенсивным
развитием ориентационных процессов при пластическом деформиро-
вании полимера в поле механических сил, что подтверждается дан-
ными рентгеноструктурного анализа и исследованиями ориентацион-
ных явлений экструдатов методами построения диаграмм изометри-
ческого нагрева и кривых усадки при отжиге [50]. Не меньшую роль
вносят и структурные превращения, протекающие в
полимерах при
пластическом течении в условиях высоких давлений [59].
Анализ полученных экспериментальных данных показал, что
предел текучести σ
т
в направлении ориентации у образцов, получен-
ных выдавливанием при Т<Т
С
, возрастает незначительно (на 10-20%)
по сравнению с исходными образцами, в тоже время разрушающее
напряжение при растяжении σ
р
и срезе σ
с
ПВХ-сплавов, прошедших
твердофазную экструзию, возрастает в 2-2,5 раза [28].
Особенно резкий эффект упрочнения удалось обнаружить при
определении ударной вязкости материалов на основе ПВХ, получен-
ных прессовым выдавливанием при Т<Т
С
(рис. 7.1). Ударная вязкость
с надрезом по Динстату образцов, вырезанных из экструдатов вдоль
ориентации, увеличивается в 10-30 раз по сравнению с исходными
образцами. Ударная вязкость образцов, вырезанных в направлении,
перпендикулярном оси ориентации, практически не изменяется по
сравнению с исходными, что отчётливо свидетельствует о решающем
влиянии ориентационных процессов на физико-механические свойст-
ва
изделий и материалов, полученных при Т<Т
С.
Изменение прочности полимера в условиях твердофазной экстру-
зии можно объяснить с позиций развиваемых представлений о меха-
низме пластической деформации в условиях высоких давлений, изло-
женных в [10]. Прочность аморфного полимера в значительной мере
определяется наличием в нём различного рода дефектов (микротре-
щин, микропор и т.п.). Присутствие большого количества микропор в
исходных
литых образцах полимера и их «залечивание» при твердо-
фазной экструзии, вероятно, объясняет характер изменения парамет-
ров σ
р
, σ
с
и а при различных Т
э
. Эффективность залечивания дефектов
увеличивается с ростом давления [44], поэтому при уменьшении Т
экс
,
которое сопровождается повышением необходимого давления выдав-
ливания, прочностные показатели полимера увеличиваются. Таким
образом, сдвиговое деформирование полимера при наложении гидро-
статического давления в условиях твердофазной экструзии сопровож-
дается повышением прочности материала за счёт снижения концен-
трации микротрещин в объёме полимера, а также за счет уменьшения
дефектности структуры деформированных образцов в сравнении
с
обычным упрочнением материала в условиях ориентационной вытяж-
ки [59].
Долговременная прочность σ
τ
и долговечность lg τ экструдатов из
ПВХ и ПС, полученных прессовым выдавливанием Т<Т
с,
соответст-
венно в 2 и 10 раз выше, чем у образцов, полученных по традицион-
ной технологии через стадию расплава (рис. 7.2).
В отличие от стеклообразных полимеров, для кристаллизующих-
ся полимерных сплавов максимальные прочностные показатели дос-

Страницы