На каждый день | Пластмассы

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

На прочностные и деформационные свойства пластмасс существенное влияние оказывают температурно-влажностные, атмосферные, химически агрессивные и другие факторы. Поскольку отдельные виды пластмасс значительно отличаются составом компонентов, микро- и макростроением, технологией изготовления и т. д., то влияние отдельных факторов проявляется для разных видов материалов в различной степени.

Так, механические свойства термопластов - оргстекла, винипласта, некоторых видов пенопластов весьма чувствительны к изменениям температуры и в то же время мало зависят от влажностных факторов. На механические свойства древесноволокнистых и древесностружечных плит решающее влияние оказывает влажностное состояние, а изменение температуры в пределах обычных эксплуатационных режимов не имеет существенного влияния. Сотопласты на основе пропитанной смолами хлопчатобумажной ткани достаточно хорошо противостоят влажностным воздействиям, в то время как сотопласты на бумажной основе чувствительны и к повышению влажности воздуха. Подобная избирательная чувствительность разных видов пластмасс к отдельным факторам учитывается при назначении пластмасс для применения в тех или иных конструкциях.

Коэффициенты условий работы, на которые следует умножать расчетные сопротивления и модули упругости пластмасс, длительное время эксплуатируемых в условиях повышенных температур и влажностей, приведены в табл. 1.

Таблица 1. Коэффициенты условий работы пластмасс в конструкциях, эксплуатируемых при повышенных температурах и влажностях
Материал
Температура в °С
При длительном увлажнении в воде
При длительном прерывании в условиях повышенной влажности воздуха (порядка 90 % относительной влажности)
40
60

Стеклопластик полиэфирный листовой:

 

 

 

 

при сжатии и растяжении

0,6

-

0,5

0,75

при изгибе

0,4

-

0,5

0,75

Стеклопластики КАСТ-В, СВАМ, АГ-4

0,85

0,65

0,7

0,85

Стекло органическое

0,7 (0,75)

0,4(0,6)

0,8

0,95

Винипласт листовой

0,5 (0,55)

0,3(0,45)

0,9

0,95

Пластики древеснослоистые марки:

 

 

 

 

ДСП-Б

0,8 (0,7)

0,75(0,6)

-

-

ДСП-В

0,95 (0,7)

0,95(0,55)

-

-

Древесноволокнистые плиты:

 

 

 

 

сверхтвердые

-

-

-

0,5

твердые

-

-

-

0,4

Древесностружечные плиты

-

-

-

0,7

Пенопласт марок:

 

 

 

 

ПСБ, ПСБ-С, ПСБт, ПСБ-Ст, ПС-4, ПС-1

0,8

0,6 (0,5)

-

-

ПХВ-1

0,8

0,5 (0,4)

-

-

ФРП-1, ФЛ-1

0,85

0,7

-

-

Сотопласты на основе крафт-бумаги и изоляционно-пропиточной бумаги

-

-

-

0,5 (0,6)

Коэффициенты условий работы при повышенных температурах и влажностях для модулей упругости, не совпадающие по величине с соответствующими коэффициентами для расчетных сопротивлений, даны в скобках. При одновременном воздействии влажностных и температурных факторов коэффициенты условий работы следует перемножать. Эксплуатация винипласта при температуре ниже -10° С не рекомендуется вследствие повышения хрупкости материала.

Коэффициенты условий работы клеевых соединений при сдвиге приведены в табл. 4 как для повышенных, так и для пониженных температур, поскольку для ряда клеев расчетные сопротивления при отрицательных температурах понижаются вследствие увеличения концентрации напряжений.

Таблица 2. Коэффициенты условий работы клеевых соединений при различных температурах при сдвиге
1- а
Температура в °С
Эпоксидные клеи
Дифенольные клеи
Каучуковые клеи
ЭПЦ-1
К-153
К-147
К-134
ДТ-1
ДТ-3
КС-1, 88-Н, 88-НП

-40

0,5

0,8

1,0

1,2

1,3

1,2

0,5

-20

0,7

0,8

1,0

1,5

1,1

1,0

0,8

+20

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

+40

0,5

0,9

0,8

0,7

1,0

0,7

0,2

+80

0,3

0,4

0,5

0,5

1,0

0,5

0,1

Для соединений алюминия с пенопластами на эпоксидных клеях ЭПЦ-1 и К-153 и асбестоцемента с асбестоцементом на клее ДТ-1 температурные коэффициенты условий работы при сдвиге и равномерном отрыве принимаются по склеиваемым материалам и поэтому в табл. 3 не вошли; коэффициент условия работы для каучуковых клеев принят не при 80, а при 60° С.

Таблица 3. Коэффициенты условий работы стеклопластиков, эксплуатируемых в атмосферных условиях
Материал
Расчетные сопротивления
Модули упругости и сдвига
в районах средней полосы
в южных районах
в районах средней полосы
в южных районах

Фенольный стеклотекстолит КАСТ-В

0,7

0,7

0,8

0,8

Стеклопластик полиэфирный листовой

0,75

0,65

0,85

0,8

Из эпоксидных клеев наиболее низкие коэффициенты условий работы при крайних значениях температуры имеет жесткий клей ЭПЦ-1, не содержащий пластификатора. Остальные марки эпоксидных клеев и дифенольные клеи, содержащие в разных количествах пластификаторы, имеют при крайних температурах более высокие коэффициенты. Каучуковые клеи плохо работают при повышенных температурах.

Стойкость пластмасс в отношении атмосферного старения различна. Полиэфирные стеклопластики, изготовленные, как правило, с недостаточно отвержденным связующим, претерпевают при воздействии атмосферных факторов изменения, связанные как со старением стеклопластиков, так и с дополнительным отверждением полиэфирной смолы. Процесс старения ведет к снижению механических свойств, дополнительное отверждение связующего приводит к значительному повышению модуля упругости и в меньшей степени к повышению предела прочности.

Развитие процессов старения в фенольном стеклотекстолите КАСТ-В протекает более монотонно и проявляется в систематическом снижении начальных значений предела прочности и модуля упругости. Кроме того, исследования позволили выявить зависимость интенсивности развития процессов старения и, следовательно, снижения механических свойств от толщины материала и величины действующих напряжений.

В табл. 3 даны коэффициенты условий работы стеклопластиков, эксплуатируемых в атмосферных условиях.

Коэффициенты включают влияние периодического увлажнения и нагрева в процессе эксплуатации стеклопластиков и даны для материалов толщиной 2-7 мм. В случае применения материалов толщиной 1-2 мм приведенные коэффициенты умножаются па 0,8, а при толщинах, меньших 1 мм, - на 0,6.

Поделитесь ссылкой в социальных сетях