В.А. Кабанов - Практикум по высокомолекулярным соединениям (1156193), страница 35
Текст из файла (страница 35)
У. 13 и Н. 14, показывает, что увеличение частоты и понижение температуры одинаково влияют на деформацию пли угол сдвига фаз. Одно и то же значение деформации или угла сдвига фаз можно получить, изменяя либо частоту, либо температуру. Эго в определенном смысле свидетельствует об эквивалентности температуры и времени воздействия — так называемый принцип тсмператррно-временной сйцерпозиг(ии, Исходя из этого принципа, можно рассчитать зависимость механических зуд Рвс.
Ч. 11. Тсмвературвав заввсвчссть тамгенса угза сявага фаз (яб между напряженкам в деформацией прв развя ппж частотах дсйствнв сяхы ы (вч ) ыа .м саз). О ! (мз — шуи! шн )и 2 3 (Π— ш а и аи уп!тш е т, с теииериеури оимии т, ао Сиароееь растяжении е, миумнн Обрезан Фииоиае еаетоиине ПЭ ПЭТФ ПВХ Кристаллический Аморфный Аморфный 20, 40, 60, 80 70, 80, 90, 140 20, 80 6 9 8,0; 15,0; 80,0 Амииитуиа иоиебиииа Ае А мы т, 'с А~ ~ Л~ А 168 колебания. В процессе затухания датчик 7 синхрош1о колебаниям системы подает импульсы на записывающее устройство 9.
Эксперимент проводят для нескольких температур от ЗО до 1ЗО'С через каждые!О'. Прп этом тсриостатнрование образцов полимеров осуществляется с помощью разъемной печи !О, лабораторного авто- трансформатора !! и электронного потщщиометра !2 с термопарой !3. Из нескольких измерений значений периодов колебаний Т образца полимера рассчитывают его среднюю величину. По кривой, полученной на записывающем устройстве 9 измеряют амплитуды А четырех-пяти последовательных колебаний системы. Обработка результатов Для расчета модуля кручения О и тангенса угла механических потерь 1д б используют формулы, полученные при решении уравнения для свободно-затухающих колебаний комбинированной системы: где ! — момент ннерцнн маятника; К вЂ” козффнцнент, зависящий от формы образна; ми ='2л)тн м = 2л)Т вЂ” частоты колебаний иомбнннровапной системы е образцом пзлнчера н без образца соответственно; Ли = )п(Ае/Аш~) — логарнфмнчссинй деиречеит налебаинй комбинированной системы с образцом полимера; Аь Аьы — амплнтуды поеледовательпыи колебаний номбнннроаааной системы с образцом палнчера.
Данные измерений периодов колебаний системы с образцом полимера и расчета значений О вносят в таблицу, Форма записи результатов; По данным таблицы строят графики зависимости О от Т и определяют температуру стеклования полимера. Данные измерений амплитуд последовательных колебаний и расчета значений (цб вносят в таблицу. Форма записи результатов: По данным этой таблицы строят график зависимости 1я б от Т, по которой также определяют температуру стекловапия полимеров.
Задание. Проанализировать характер кривой зависимости модуля кручения от температуры при заданном моменте инерции системы; определить температурные области переходов полимеров из одного физического состояния в другое; проанализировать полученную зависимость тангенса угла механических потерь от температуры при заданном моменте инерции системы; объяснить смещение температур стсклования полимеров при изменении момента инерции системы.
Р а бат а ЛУ.З. Изучение механических свойств кристаллических и аморфных полимеров методом динамометрии Цель работы, Получение кривых нагрузка — деформация кристаллических и аморфных полимеров при различных температурах и скоростях приложения нагрузки, определение напряжения рекрст,. таллизацни или предела вынужденной эластичности н их зависи- римости от температуры и скорости растяжения. Образцы; полиэтилен (ПЭ), нолнзтнлентерефталат (ПЭТФ), полнвнннлхло. рнд (ПВХ) — пленки толшниой 0,1 — 0,15 мм. о Прнборм: дннамометр типа Палаше е записью кривых расул>ненни, мнн литр, штанцевой вырубной пож, гндравлнчееннй пресс (школьный).
нроМетодика работы Образцы для исследования в виде лопаток вырубают штанцсвым ножом на гидравлическом прессе. Микрометром измеряют длину, толщину и ширину рабочей части лопаток и рассчитывают площадь нх поперечного сечения. Образцы закрепляют в зажимах дицамометра и растягивают при нескольких температурах и скоростях приложения нагрузки. Продолжцтельность термостатнрования пленок в нагревателе диначометра составляет 15 мин, а ПЭТФ (при 140'С) — 60 мин, Ниже приведены условия проведсния опытов. Каждый опыт повторяют 3 раза до получения воспроизводимых кривых. Обработка результатов Полученные на диаграммной ленте кривые представляют в координатах о — е (величина о — условное напряжение, равное отношению прилагаемой пагрузкп Т к площади поперечного сечения Скорость растяжения образца с, мн'мпн Гемпсрзгурз опыта т, с Образец пя и б з а Я до его растяжения; е — относительное удлинение, равное отношению изменения длины образца М к первон ч ачальной длине образца 1,).
При построении кривых необходимо учесть масштаб записи на диаграммной ленте по вертикали 51 и по горизонтали 1, а также их изменение пра различных скоростях растяжения. По кривым нагрузка — деформация определяют напряжение рекристаллизацпи в, для образцов кристаллических полимеров н йределы вынужденной эластичности а. для образцов аморфных полимеров. Условия и резулыаты опытов вносят в таблицу. Форма записи условий опьута н результатов: Растяжение для одной серии образцов проводят при нескольких температурах, например прп 20, 30 и 40'С, Термостатирование образцов при заданной температуре осуществляется с помощью электронного потенциометра в течение 15 мин. Образец растягивают и по достижении определенного удлинения 1 машину выключают.
По шкале нагрузок прибора наблюдают изменение нагрузки во времени вначале через 10, 30 и 60 с, а затем по истечении 5, 1О, 30, 40, 50 и 60 мин. Нагрузка, удерживающая образец в растянутом состоянии по истечении 60 мин, обозначается 1 . Также выполняют опыт при двух других температурах, Обработка результатов Результаты эксперимента и расчетов вносят в таблицу. Форма записи результатов: По данным таблицы строят зависимость ар или и.
от температуры для соотвстству1ошей скорости растяжения. Задание. Проанализировать характер полученных кривых о — е для различных поли. р ых полимеров, объяснить полученные зависимости ар и а, от температуры; по температурной зависимости ор и а, опреде- Т фиых волимеров или Т.з кристаллических полимеров не темпе атпри заданной скорости растяжения; объяснить влияние т р уры от отжига образцов ПЭТФ (в области выше Т, полимера) на форму дииамометрнческих кривых. Р а б от а Ъ',4. Изучение релаксациониых явлений в полимерах Цель ра оты. олу б .
П пение кривых релаксации напряжения сшитых и линейных аморфных полимеров при различных температурах, определение рави овесного модуля полимеров, расчет спектра вре- мен релаксации полимеров. Образцы: полибутндметакрнват б .. крнват (ПБМА), резины на основе бутадненннтрнвь. с аэлнчиой частотой сшнвок (СКН) (пластнпы тплшнпой 5 ым). РМИ-5, разъемный обогреватель, эвек- П нбо ы: разрывная машина типа ый потенцнометр -, ла ЭПВ-2, боратпрный автотрансформатор, штанцеаый вый с (школьный), секундомер, метчнк образцов. рубцой нож, гндравлнисскн пресс Методика работы Образцы полимеров в фо форме лопаток вырубают штанцевым ножом на гидравлическом пресс .
и ессе, На лопатке метчиком наносят четыре лип об аз- метки (две средние определяют исходную рабочую длину о разов 1о, две крайние у р " казывают места закрепления образцов в зажи- ння микрометром измеряют толщину и ширину ра очей натки, равен зан . Об репляют в зажимах разрывной машины, нахои т н разъемного обогрева, и закрывают печь.
р дящихся внутри р и об азца, пара долж олжна находиться вблизи рабочей части о р Угзоии зе напри. женно в момент времени н Мвксииз сысое уцзниеипс образца 1, см реззксзггпон- пыа моцунь 1Гв- грузкв по шк в.ы С' г тсыис. рвтурв оцытв т, с Время измере- нии С, мин Огре зсц, м шп Суннзрный нонувь ЕС рзвно. весный моцупь е, г е 1и Е В общем случае напряжение, возникающее в образце полимера, подвергнутого деформации е, складывается из двух компонентов: а=а +ас гвен — равновесная пасть напряженна; ас — рслаксацнопная часть напряжения.
Это уравнение можно также представить в виде а а а — = — + — нлп Ес = Ес + Е, в в е где Š— равновесная часть модуля эластичности; Ес — реваисапнояная часть мойтля По данным таблицы строят кривые релаксации напряжения, по Го которым определяют равновесный модуль Е и ( Г , .1,— б исхздная длина образца; ! — длина образца после растяжения. Затем рассчитывают значения релаксациоппого модуля Е; в каж. дый момент времени Е; = Е, — Е Исходя из зависимости релаксационного модуля Е', от времени, определяют времена релаксации полимера. Потпумеры обладают широким набором времен релаксации.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
