Исследование прочностных свойств упаковочных многослойных полимерных пленочных материалов, полученных методом каширования (1094723), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Рис. 3.4.1.2. Зависимость прочности от относительной деформации при растяжении ПЭТ в поперечном направлении.
Рис. 3.4.1.3. Зависимость прочности от относительной деформации при растяжении ПП в машинном направлении.
Рис. 3.4.1.2. Зависимость прочности от относительной деформации при растяжении ПП в поперечном направлении.
-
Свойства многослойного материала
Исследования свойств многослойного материала проводилось аналогично разделу 3.4.1. Пленка прошла серию из 20 испытаний на разрыв: по 10 в машинном и поперечном направлении. Параметры кашированного материала:
mкаш = 352,03 г/м.кв;
hкаш = 26,7 мкм.
Таким образом, при примерная толщина клеевого слоя составляет 1мкм.
Результаты испытаний представлены в таблицах 3.4.2.1 и 3.4.2.2. На рис. 3.4.2.1 и 3.4.2.2 показаны примеры зависимостей прочности σ от относительной деформации при растяжении ε.
Увеличение прочностных свойств многослойного материала по сравнению с индивидуальными слоями в обоих направлениях представлено на рис. 3.4.2.3 и 3.4.2.4.
Из полученных результатов видно, что прочность многослойного материала многократно увеличивается по сравнению с однослойными пленками, и кроме того присутствует эффект упрочнения, составляющий 23% в машинном направлении и 18% - в поперечном. Анализ деформационных свойств так же показал изменение деформируемости материала по сравнению с теоретической на 143% и 109% в машинном и поперечном направлениях соответственно, что при наличии увеличения модуля упругости (11%- машинное направление, 14% - поперечное) свидетельствует об усилении прочностных свойств кашированного материала.
Такое поведение многослойного кашированного материала явно не связано с наличием тонкого слоя адгезива, а скорее всего обусловлено эффектом блокировки, упомянутом в разделе 2.5.3. Подробное рассмотрение этого явления требует детальных исследований прочности многослойных полимерных материалов с точки зрения механизма развития разрушения в вершинах микротрещин.
Анализируя свойство кашированных материалов упрочняться, можно сделать вывод о том, что для выполнения требований к многослойному материалу для производства мягкой тары нет необходимости в таком запасе прочности. Следовательно, в дальнейшем можно рассматривать вопросы о сокращении толщины индивидуальных слоев в многослойном материале, и совершенствовании технологии и оборудования для процесса каширования.
Таблица 3.4.2.1. Свойства кашированного многослойного материала в машинном направлении
№ | Усилие при разрыве Р, Н | Предел прочности σр, MПа | Относительное удлинение при разрыве εр, % | Модуль упругости Е, МПа |
1 | 57,56 | 14,37 | 68,71 | 1541,53 |
2 | 68,06 | 16,99 | 90,76 | 1543,48 |
3 | 63,24 | 15,79 | 75,4 | 1529,4 |
4 | 71,76 | 17,91 | 114,13 | 1666,25 |
5 | 74,48 | 18,59 | 124,73 | 1583,14 |
6 | 76,33 | 19,05 | 126,12 | 1572,94 |
7 | 76,46 | 19,08 | 137,47 | 1536,41 |
8 | 63,49 | 15,85 | 70,77 | |
9 | 64,11 | 16,00 | 80,08 | 1568,08 |
10 | 65,71 | 16,40 | 80,07 | 1340,63 |
средне арифметическое | 68,12 | 17,003 | 96,824 | 1542,43 |
min | 57,56 | 14,37 | 68,71 | 1340,63 |
max | 76,46 | 19,08 | 137,47 | 1666,25 |
дисперсия | 36,93156 | 2,294861 | 611,4621 | 66123,21 |
Теоретическое значение величины | 26,54 | 13,85 | 39,83 | 738,8 |
Коэффициент усиления свойства, % | 156,67 | 22,77 | 143,09 | 10,88 |
Таблица 3.4.2.2. Свойства кашированного многослойного материала в поперечном направлении
№ | Усилие при разрыве Р, Н | Предел прочности σр, MПа | Относительное удлинение при разрыве εр, % | Модуль упругости Е, МПа |
1 | 32,49 | 17,76 | 76,72 | 1698,87 |
2 | 29,27 | 18,01 | 85,36 | 1549,32 |
3 | 28,29 | 20,16 | 108,8 | 1746,25 |
4 | 31,87 | 17,67 | 80,1 | 1565,96 |
5 | 32,49 | 18,87 | 88,75 | 1782,88 |
6 | 27,05 | 17,67 | 78,12 | 1728,8 |
7 | 33,47 | 15,14 | 44,02 | 1681,44 |
8 | 28,41 | 13,84 | 38,68 | 1778,36 |
9 | 29,89 | 18,71 | 91,4 | 1688,06 |
10 | 28,9 | 10,54 | 19,38 | |
средне арифметическое | 30,213 | 16,837 | 71,133 | 1691,11 |
min | 27,05 | 10,54 | 19,38 | 1549,32 |
max | 33,47 | 20,16 | 108,8 | 1782,88 |
дисперсия | 4,339401 | 7,381321 | 696,9445 | 62694,62 |
Теоретическое значение величины | 27,53 | 14,32 | 34 | 699,57 |
Коэффициент усиления свойства, % | 9,75 | 17,58 | 109,21 | 14,17 |
Рис. 3.4.2.1. Зависимость прочности от относительной деформации при растяжении кашированного материала в машинном направлении.
Рис. 3.4.2.2. Зависимость прочности от относительной деформации при растяжении кашированного материала в поперечном направлении.
Рис. 3.4.2.3. Зависимости прочности от относительной деформации при растяжении для индивидуальных слоев и многослойного материала в машинном направлении.
Рис. 3.4.2.3. Зависимости прочности от относительной деформации при растяжении для индивидуальных слоев и многослойного материала в поперечном направлении.
-
Оценка погрешности
По теории математической статистики за лучшую оценку истинного значения результата измерений величины хi принимается среднее арифметическое значение {х}, вычисляемое по формуле 3.4.3.1:
где xi - результат i -го измерения;
n – число измерений (n =10, в данном случае).
Для оценки случайной погрешности измерения существует несколько способов. Наиболее распространена оценка с помощью стандартной или средней квадратичной погрешности σ (ее часто называют стандартной погрешностью или стандартом измерений).
Средней квадратичной погрешностью называется величина Sn , вычисляемая по формуле 3.4.3.2:
Если число наблюдений очень велико, то подверженная случайным колебаниям величина Sn стремится к постоянному значению σ (формула 3.4.3.3) :
(3.4.3.3)