Визначення текучості пластичних мас. Визначення стійкості пластичних мас до дії високих температур (стр. 2 из 2)
2.1 Визначення теплостійкості пластичних мас за Мартенсом і Віка
Вироби з пластмас широко використовуються в умовах підвищених температур, тому потрібно точно знати температурну межу їх застосування. Теплостійкість пластмас як полімерних матеріалів – це їх здатність зберігати міцносні властивості в таких умовах. Такий показник характеризується найвищою температурою, за якої ще не погіршуються механічні характеристики пластику. Цю температуру визначають за безперервного нагрівання зразка полімерного матеріалу та слідкування за обраною характеристикою, яка залежить від механічної поведінки зразка протягом процесу випробування. При цьому треба враховувати особливість пластмас як взагалі полімерних матеріалів – залежність теплостійкості від величини навантаження. Чим вище навантаження, тем меша температура, за якої полімерний матеріал починає деформуватись, тому дуже важливо дотримуватись стандартних умов проведення випробування. Методи визначення теплостійкості за Мартенсом та за Віка розрізняються видом навантаження та зразками для випробування.
За Мартенсом за теплостійкість приймають температуру, за якої стандартний брусок розміром 120±2 х 15±0,2 х 10±0,2 мм зламається або зігнеться на певну величину (6 мм) пі дією згинаючого зусилля. Теплостійкість за Мартенсом показує, за якої максимальної температури можуть експлуатуватись вироби з даного полімерного матеріалу без суттєвих деформації. Визначення проводиться на апараті Мартенса (рис. 4)..
Рис. 4. Схема апарату Мартенса для визначення теплостійкості пластмас
1 – зразок; 2 нижній затискувач; 3 – верхній затискувач; 4 – підґрунтя приладу; 5 – важіль; 6 – вантаж; 7 – стінки нагрівальної шафи; 8 – термометр; 9 – покажчик; 10 – шкала.
Стандартний брусок закріплюють суворо вертикально в двох затискувачах. Верхній затискувач має важіль, на який надітий вантаж, що може переміщуватись по важелю. Прилад Мартенса встановлюється в термошкафу, яка обігрівається з таким розрахунком, щоб температура піднімалась рівномірно з швидкістю 50 градусів за годину. Під дією температури та вантажу брусок згинається , і важіль покажчика починає поступово опускатись. Температура, за якої покажчик опуститься на 6 мм по шкалі, фіксується я к температура, що характеризує теплостійкість за Мартенсом. Випробування проводять на трьох зразках та виводять середнє арифметичне значення.
Метод визначення теплостійкості за ВІКА ґрунтується на вимірюванні найвищої температури, за якої циліндричний наконечник приладу вдавиться під дією постійного навантаження в зразок полімерного матеріалу на глибину 1 мм. Цей метод можна використовувати тільки для однорідних полімерних матеріалів і заборонено – для армованих пластиків.
Для випробування застосовуються зразки товщиною не менше 3 мм. Зразки з меншою товщиною складуються в кілька шарів до необхідної товщини. При цьому верхній шар, який стикається з наконечником приладу, не повинен мати товщину менше 1,1 мм. Для випробування застосовується прилад ВІКА рис. 5).
Рис. 5. Схема приладу ВІКА для випробувань на теплостійкість
1 – зразок; 2 – наконечник; 3 – стрижень; 4 – навантажувач; 5 – стрижень до покажчика приладу
Навантажувач приладу має змінний вантаж (5000±10) г та (1000±10) г. Величина вантажу обирається залежно від матеріалу та наводиться в технічних умовах. Діаметр перетину нижньої частини наконечника дорівнює 1,13 мм. Ця частина відшліфована на площину, площа якої складає 1 мм2. Цією площиною наконечник вдавлюється в зразок на необхідну глибину.
Ціна ділення покажчика деформації не повинна бути менше 0,2 мм. Прилад поміщають в термостат, в якому забезпечується постійне зростання температури з швидкістю 50±5 є за годину. Перед випробуванням температура в термостаті повинна дорівнювати 20 єС.
Зразок встановлюють в приладі таким чином, щоб площина наконечника знаходилась в центрі зразка та стикалась з ним. Після цього на зразок дають навантаження та вмикають обігрів приладу.
Температура, за якої наконечник приладу вдавиться в зразок на 1 мм, є показником теплостійкості за ВІКА.
Прилади звичайно мають звукову сигналізацію (дзвоник), яка автоматично вмикається, коли наконечник вдавиться в зразок на необхідну глибину, та записуючий пристрій. Випробування проводять на трьох зразках та обчислюють середнє арифметичне.
Цей метод застосовується тільки для однорідних пластиків. Він не може оцінювати теплостійкість неоднорідних, наприклад, шаруватих, пластиків.
2.2 Визначення стійкості пластмас до дії накалювання
Пластики є основними матеріалами, які працюють в електричних вимикачах, силових установках тощо. Для оцінки їх стійкості до дії накалювання використовують стандартну методику, за якою стійкість до дії накалювання – це здатність полімерного матеріалу протистояти дії нагрітого до температури 900 0С силітового стержня, який протягом 3 хвилин стикається з зразком полімеру. При цьому зразок полімерного матеріалу втрачає і вагу і довжину. Оцінку стійкості пластику до дії накалювання визначають за спеціальною шкалою з шести ступенів, які характеризуються числами від 0 до 5. Число стійкості до дії накалювання, яке дорівнює 5, відповідає повній негорючості матеріалу, а число 0 – повній горючості.
Випробування проводиться на зразках розміром 120±2 х 10±0,2 х 4±0,2 мм з допомогою спеціального приладу. Він має пристрій з прикріпленим силітовим стрижнем, що може обертатись. Робоча частина стрижня має діаметр 8,0±0,1 мм та висоту 100±5 мм. Стрижень нагрівається електричним струмом та приходить в зіткнення із зразком за допомогою пристрою. Зразок з допомогою затискача закріплюється в горизонтальному положенні на металічній стійці, яка може рухатись.
Стійкість матеріалу до дії накалювання характеризується добутком втрати маси зразка, яка виражена в міліграмах, на довжину його спаленої частини, яка виражена у сантиметрах.
Умовно встановлено 6 ступенів стійкості до дії накалювання, які характеризуються числами від 0 до 5. Число стійкості до накалювання, що дорівнює 5, відповідає повній негорючості матеріалу, а а число 0 означає його повну горючість.
Зразок зважується з точністю до 0,001 г, закріплюється в приладі з допомогою затискача та встановлюється суворо горизонтально таким чином, щоб силітовим стрижень своєю серединою стикався торцевої частини зразка протягом 3 хвилин. Якщо зразок за час випробування загориться, полум’я необхідно загасити. Після цього зразок виймають з затискувача, знову зважують з точністю до 0,001 г та вимірюють довжину обгорілої частини в см. Визначення проводять на трьох зразка і за результат беруть середнє арифметичне значення.
Втрату маси зразка в міліграмах розраховують за формулою:
,де m1 – маса зразка до випробування, мг;
m2 – маса зразка після випробування, мг.
Довжину обгорілої частини зразка обчислюють за формулою:
,де l1 – довжина зразка до випробування, см;
l2 – довжина частини зразка після випробування, яка не піддалась дії полум’я, см.
Для характеристика стійкості пластмас до дії накалювання можна користуватись якісним показником за Шраммом та Цебровським від 0 до5, для чого знаходять добуток M·L:
M·L, мг·см >105 105-104 104-103 103-102 100-10 10
Число стійкості
до накалювання 0 1 2 3 4 5
Стійкість пластмас до дії накалювання можна також характеризувати безрозмірною величиною IR, яку розраховують за формулою:
Значення IR округлюють до 0,1.
2.3 Визначення вогнестійкості пластичних мас
Вогнестійкість пластиків визначається як здатність пластику горіти після винесення з полум’я горілки протягом спостереження за одної хвилини. Ступінь вогнестійкості характеризується трьома показниками: 1) зразок горить більше 15 с; 2) зразок горить менше 15 с; 3) зразок не загоряється в полум’ї горілки.
Випробування на вогнестійкість проводять на стандартних зразках розмірами 120±2 х 15±0,2 х 10±0,2 мм.
Полум’я газової горілки регулюють таким чином, щоб його висота дорівнювала 10 см, та встановлюють горілку під кутом 45 є. Стандартний брусок з полімерного матеріалу закріплюють на штативі горизонтально та вносять а полум’я горілки на 1 хвилину. Після цього кран горілки закривають і за секундоміром відзначають тривалість горіння бруска зовні полум’я.
Висновок
У процесі написання реферату ми ознайомилися з визначенням текучості пластичних масс, а саме:
- текучісттю пластичних мас та її впливом на переробку, основними засадами визначення текучості;
- визначенням текучості за методом Рашига;
- визначенням індексу розплаву;
- визначенням температури каплепадіння низькоплавких полімерів та олігомерів за Убеллоде
та визначення стійкості пластичних мас до дії високих температур, а саме:
- визначенням теплостійкості пластичних мас за Мартенсом і Віка;
- визначенням стійкості пластмас до дії накалювання;
- визначенням вогнестійкості пластичних мас.
Література
1. Басов Н.И., Любартович В.А., Любартович С.А Контроль качества полимерных материалов. – Л.: Химия, 1977. – с. 19-28, с.56-64
2. Григорьев А.П., Федотова О.Я. Лабораторный практикум по технологии пластических масс. – М.: Высшая школа, 1977, с. 229-234
3. Гурова Т.А. Техническии анализ и контроль производства пластмасс. - М.: Высшая школа, 1983, с. 29-34