Переработка полимеров и композитов в твердой фазе - 18 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

35
сжатия образца в прессформе плунжерного типа. В случае осесиммет-
ричного сжатия при нулевой боковой деформации (σ
1
, σ
2
= σ
3;
ε
1
, ε
2
= ε
3
= 0) испытания проводятся следующим образом. Образец, нагретый в
прессформе до 343К и термостатируемый в течение 20 мин., ступенчато
сжимается до максимального осевого давления 440 МПа. Одновремен-
но при каждом заданном давлении замеряется деформация образца с
точностью до 1·10
-5
м. При достижении максимального давления на-
грузку полностью сбрасывают и снова образец подвергается сжатию.
Длительность цикла сжатия, включая быструю стадию разгрузки, со-
ставляет 50-60с. На первых циклах деформации образца при одинако-
вых давлениях различаются между собой. Однако на 5-6 циклах сжатия
эти различая становятся пренебрежимо малыми (разница составляет не
более 1·10
-5
м). Это указывает на то, что полимерная система в процессе
тренировки образца достигает определенного релаксационного состоя-
ния. Запись осевого σ
1
и бокового σ
3
давлений производится на этих
последних «квазиравновесных» циклах изотермического односторонне-
го сжатия (рис. 3.14). Подобная тренировка образцов обеспечивает од-
нозначность полученных данных. Затем образец, не вынимая из пресс-
формы, охлаждается без давления до заданной температуры и вновь
сжимается по вышеописанной методике. Так получаются значения вы-
соты образца ∆h и бокового давления σ
3
в зависимости от осевого дав-
ления σ
1
при температурах Т
293
– Т
с
(Т
пл
) полимера.
На рис. 3.15 показаны зависимости σ
3
=f(σ
1
) и ∆h=( σ
1
), получен-
ные в условиях осесимметричного сжатия ПВХ [2. 27].
Характерной особенностью данных зависимостей является то,
что каждая из них состоит из двух прямых, пересекающихся при одном
и том же значении осевого давления σ
кр
.
Благодаря неравномерности сжатия, полимерные материалы в
критической точке переходят из упругого состояния в упруго-
пластическое. Такой переход при воздействии высокого давления на
полимерные материалы сопровождается существенными структурными
изменениями [ 2, 3, 24, 35].
Взаимосвязь между σ
1
и σ
3
описывается соотношением вида
σ
3
/ σ
1
= ξ , (3.4)
где - эффективный коэффициент бокового давления, который
связан с коэффициентом Пуассона µ зависимостью [9] ξ
36
µ
µ
ξ
−
=
1
(3.5)
Среднее гидростатическое давление в случае осесимметричного
сжатия полимера подсчитывается по формуле [35]:
3
2
31
0
σ
σ
σ
+
= (3.6)
Критическое осевое давление σ
кр
, также как и коэффициенты ξ и
µ , являются важнейшими структурно-чувствительными характеристи-
ками и характеристиками пластичности полимерного материала. Коэф-
фициент ξ, указывая на степень передачи осевого давления на боковые
стенки прессформы, к тому же является ещё и основным технологиче-
ским параметром объёмной штамповки полимеров в твердой фазе.
Эффективный коэффициент бокового давления
ξ для полимера в
упругой области имеет постоянное значение, причем ξ= ξ
упр
, а в пласти-
ческой области начинает возрастать и по мере увеличения σ
1
стремится
к значению ξ
пл
, которое всегда несколько меньше 1 (рис. 3.16) [27].
Порядок выполнения работы
1. С помощью лаборанта ознакомиться с устройством и работой
лабораторной установки и приборами для испытания полимеров в ус-
ловиях циклического осесимметричного сжатия.
2. По заданию преподавателя выбрать полимер и изготовить об-
разец в виде цилиндра диаметром 20 мм и длиной 30 мм.
3. Провести испытания по циклическому сжатию образца поли-
мера в ячейке высокого
давления в соответствии с методическими ука-
зания-ми. При этом в испытательной ячейке фильера (5) должна быть
заменена на заглушку (рис. 3.13). Максимальные значения температур
Т и осевых давлений σ
1
для испытаний принять по рекомендации пре-
подавателя. На последнем цикле (всего 5-6) сжатия значения высоты
образца ∆h и бокового давления σ
3
при каждом осевом давлении σ
1
и
температуры Т занести в протокол измерений.

Страницы