Natura deformării și distrugerii spumelor este determinată atât de structura și starea fizică a polimerului de bază, cât și de trăsăturile specifice ale activității elementelor macrostructurii sub sarcină, de influența proprietăților materiilor prime și a tehnologiei de fabricație.
La spumele sub stare de stres constată abateri pronunțate ale ambelor proprietăți ale unei corpuri ideale elastice, și asupra proprietăților ideal lichidelor vâscoase, t. E., Simultan-Menno tensiune depinde de tulpina, și viteza sa.
La testarea spumelor pentru comprimare, în majoritatea cazurilor este absentă fractura fragilă și nu există o limită de rezistență clar definită. Există o deformare semnificativă a stratului de spumă-liofilie, fără pierderi de capacitate de rulare, prin urmare această caracteristică este determinată condițional ca tensiune corespunzătoare deformării specificate a materialului (deformație relativă de 2, 5 și 10%).
În general, diagrama stres-tensiune constă din două secțiuni (Figura 8) [3, 52, 53]. Prima regiune ("subcritică") care corespunde secțiunii OA este caracterizată prin stoarcerea pereților celulari. Pentru a doua regiune ("supercritică") care corespunde zonei ABS, este caracteristică pierderea de stabilitate a celulelor și compactarea acestora ("aplatizare"). Raportul acestor zone pe diagramă este determinat de proprietățile bazei polimerice și de parametrii structurii celulare a straturilor de spumă.
Aproximativ 15 30 45 60 e,%
Fig. 8. Diagrama condițională "încărcare-deformare" a polistirenului expandat PS-4 (p = 30 kg / m3)
Pentru rezistența la compresiune, se adoptă o solicitare (tensiune) corespunzătoare punctului de randament. Depinde de viteza testelor. Rulmenți spumele capacitate aceeași compresie Recommended dizolvată evaluată prin efortul critic (acre) de diagrame art -. E Pentru a evalua puterea testelor pe termen scurt este recomandat-critic dizolvat se aplică o tensiune corespunzătoare unei deformări 5% din probe (tensiunea la care se schimbă brusc caracter deformarea spumelor și deformări vâscoase considerabile) [3, 12, 36].
Stretching. Atunci când se întinde în spuma încărcată, există o concentrație de solicitări pe singurele fire sau pereți de celule. În zona unor astfel de suprafețe suprasolicitate, se formează suprafețe de fractură discrete de-a lungul acestor elemente de macrostructură, astfel că, atunci când se întinde pentru spume, dependența neliniară a deformării de stres este caracteristică. Abaterile de la liniaritate apar deja în regiunea unor deformări mici, iar curburile cresc în mod constant cu accentuarea solicitărilor. Panta curbei în secțiunea inițială, unde tensiunea este mai mult sau mai puțin proporțională cu deformarea, este determinată de rigiditatea compoziției polimerice care formează baza spumei [36, 49, 50].
Diagrama stres-tensiune constă din puncte caracteristice (un exemplu este prezentat în figura 10): punctul A corespunde zonei de deformări elastice; punctul B - fluxul de plastic. Pentru a stabili deformările admisibile ale materialelor spumante pentru funcționarea acestora în structurile de închidere ale clădirilor fără a distruge structura, este necesar să se determine aceste puncte. Punctul A este determinat de la construirea lui
Diagramele Nia ale diferențelor de deformații, adică segmentul OA corespunde regiunii în care deformarea este constantă pe măsură ce crește sarcina.
Când se aplică tensiuni corespunzătoare punctului A, are loc o creștere accentuată a diferenței de tensiune. Acest punct corespunde zonei de deformare elastică (ey). La determinarea punctului în studierea separat deformarea elastică și permanentă sub trepte pentru vozras-topire stres cu tulpina la zero la fiecare etapă de încărcare-TION (punct corespunde intersecției elastice și reziduale deformare matsy când deformarea reziduală elastică egală) - Maximum sușa (en) . Punctul B este situat între punctele A și B și corespunde valorilor critice ale tensiunii și deformării spumei elastice elastice (PSB) PSB [49].
Shift. Straturile de tip PS-1 și PSB sub formă de foarfece sunt distruse pe suprafața elicoidală. Distrugerea probelor PS-4 se caracterizează prin formarea în partea mediană a gâtului, în zona căruia materialul este atât de plastic încât mărimea cuplului perceput tinde să scadă brusc [39].
Îndoirea. Caracterul diagramei de stres-tensiune este similar cu cel din diagramele din alte stări stresate. Rezistența eșantioanelor este în mare măsură determinată de activitatea materialului din zona întinsă și în majoritatea cazurilor rezistența la tracțiune este aproape de rezistența la tracțiune în majoritatea cazurilor [12, 39].
Pentru spumă, care are deformări neregulate (plasticice) semnificative în mărime, în momentul defectării, rezistența la încovoiere este mai mare decât atunci când este întinsă. De exemplu, PS-1 (p = 195 kg / m3) Rezistența spumă formarea flexural peste 1,7 ori decât în tensiune, în timp ce PS-4 (P = 30 kg / m3), o rezistență la tracțiune mai sus în 1,5 ori decât la încovoiere, deoarece nu se observă defecțiuni la încovoiere.
Deformări reziduale. Deformările reziduale depind de mărimea sarcinii. Dependența deformărilor reziduale din total este prezentată în Fig. 9. Deformările reziduale cresc considerabil odată cu creșterea numărului de cicluri de încărcare. Creșterea lor determină creșterea deformărilor totale, deoarece mărimea deformărilor elastice rămâne aproape constantă, scăzând nesemnificativ. Cu o sarcină crescătoare în trepte, cu o expunere la fiecare etapă de 5. 10 minute, se observă deformarea efectului ulterior. Natura dezvoltării deformărilor post-acțiune ale spumelor sub presiune sub stres <сткр имеет несущественное отклонение от закона Гука. В этой области напряжений имеются не-значительные остаточные деформации после разгрузки и малые скоро-сти развития деформации последействия. При ст> stkr există o creștere accentuată a deformărilor totale, deformările reziduale și deformarea aftereffectului cresc brusc atunci când sunt expuse la o sarcină constantă [14]. Raportul dintre rezistența și caracteristicile elastice ale spumelor de polistiren a fost stabilit în [43] (Tabelul 4).
Fig. 9. Dependența deformărilor reziduale pe polistiren expandat total cu densitate aparentă diferită:
1 la 29; 2 - 38; 3 - 67 kg / m3 [2]
Ap este tensiunea de întindere; cum este stresul de compresie; m este stresul de forfecare; Modulul Ep al elasticității sub tensiune; Ec este modulul de elasticitate sub compresie; O este modulul de forfecare al elasticității.
Influența structurii polistirenului expandat asupra proprietăților mecanice. Din spumele de polistiren, spuma PS-1 are cele mai mari proprietati mecanice. Datorită densității scăzute, spuma PS-4 are o rezistență mai mică și caracteristici elastice [16, 33, 46].
Conform proprietăților sale mecanice, polistirenul spumant ne-presat se atașează la polistirenul de presare din cauza rezistenței scăzute a polistirenului de suspensie din care este obținut. Mai mult, penopolisti de compactare - role (PS-1, PS-4), se face pe baza de emulsie Polist-role având o greutate moleculară mai mare, puterea poli-mer tind să crească odată cu creșterea greutății moleculare. Polistirenul din spumă de presă, obținut prin sinterizarea granulelor individuale între ele, poate fi rupt de-a lungul suprafețelor intergranulare în timpul întinderii datorită sinterizării insuficiente. Prezența substanțelor ignifuge în aceste spume reduce, de asemenea, proprietățile mecanice ale spumelor [12].
O caracteristică caracteristică a materialelor plastice spumoase este dependența parametrilor mecanici pe termen scurt de densitatea aparentă. Cu creșterea, forța și rigiditatea cresc în conformitate cu legea parabolică. Diagramele de tensiune-întindere pentru tensiunea și compresia spumei PSB-C în funcție de densitate sunt prezentate în Fig. 10 [17,44].
Rezistența spumei din plastic EPS, în funcție de tipul de stres al materialului, afectează dimensiunea granulelor. Sub acțiunea tensiunilor la tracțiune și forfecare cu diametrul în creștere, rezistența scade, iar sub acțiunea presiunilor de compresiune nu se observă influența dimensiunii granulelor asupra rezistenței spumei.
0 Єú 0,5 1,0 1,5 2,0 Єonly,%
Fig. 10. Diagramele "a-e" ale spumei PSB-C sub presiune (a) și întindere (b) cu densitate aparentă diferită:
1 - 19,3; 2 - 22,6; 3 - 37,2; 4 - 59,1; 5 - 25,4; 6 - 37,8; 7 - 42,6; v - 54,2 kg / m3
Caracteristicile de deformare (Ep, Ec, O) sunt practic independente de dimensiunea granulelor. Sa constatat că mărimea granulelor de polistiren afectează răspândirea caracteristicilor mecanice [50].
Anizotropie. În spumă, anizotropia caracteristicilor mecanice depinde de tipul stresului și este mai pronunțată în tensiune. Spuma PS-1 este izotropă - caracteristicile mecanice sunt practic identice în toate direcțiile plăcii, spumele PS-4 și PSB au anizotropia parametrilor de rezistență. În acest caz, indicii de rezistență în direcția perpendiculară pe suprafața plăcii sunt 20% mai mari decât cei obținuți pe eșantioanele tăiate pe direcția longitudinală. Pe măsură ce densitatea aparentă scade, anizotropia crește [17, 20]. Se remarcă faptul că PDM spumă pentru p = 15 până la 20 kg / m3 - structura izotrop, P = 35 kg / m3 - pentru etsya Supraveghere cea mai mare anizotropia (valoarea maximă a raportului dintre longitudinal la granulele de dimensiuni transversale -. 1.5 1.7) în continuare alungită
Nutriția granulelor scade chiar la p = 90. 100 kg / m3 este egală cu una.
Raportul lui Poisson. Raportul Poisson (| mn) pentru straturile de spumă depinde nu numai de densitatea aparentă, ci mai mult de alungirea celulelor. La întinderea și comprimarea spumelor anizotrope ușoare în direcții diferite, coeficientul Poisson poate fi reprezentat în forma [16, 18]:
(1) unde TT este direcția de spumare; ®T este direcția perpendiculară pe spumare; m este raportul Poisson (indicele superior este direcția de expansiune-contracție, cu atât este mai mică direcția de măsurare a deformării transversale).
În [49, 50] în loc de raportul Poisson este recomandat-ispol'uet Call Factor tulpina transversal (m) ca o cruce deformant spuma nu este cauzată atât de mult singularitati mi polimer de bază, deoarece specificul structurii lor celulare. Pentru spumele din polistiren valoarea sa este de 0,1. 0,35 și depinde de densitatea aparentă și de anizotropia structurii lor celulare. S-a stabilit că pentru polistiren expandat, t este mai mare atunci când este întins decât sub compresie.
Efectul temperaturii asupra proprietăților mecanice ale ne-polistirenului. Factori de caractere Influența temperaturii asupra proprietăților de blană nical ale spumelor este determinată de proprietățile bazei polimer, starea structurii de tip fagure, prezența dezvoltării tensiunilor-vnut nal primar și procesele de relaxare orientational în elementele sale structurale, magnitudinea presiunii gazului în interiorul celulelor.
La temperaturi ridicate sub solicitări mecanice on-rolul de deformare elastică și plastică, manifestată în creșterea deviației diagramă „stress - tulpina“ de la liniaritate. Deoarece polistiren este o placi polimer-particule-cald, proprietățile mecanice ale intensiv SNI-zhayutsya aproape de temperatura de tranziție vitroasă a substratului polimeric. Cand 60-peratures peste 75 ° C polistiren se comportă ca un corp vâscoelastic neliniar este capabil curentului permanent, distrugerea cvasi-casant observate, însoțită de deformări elastice forțată Degresat elementelor structurii celulare [36, 49, 50]. Mai multe proprietăți mecanice mai stabile este autostingere polistiren expandat PSB-S. Se poate observa că schimbarea parametrilor de deformare la temperaturi ridicate are loc mai mult.
Atunci când temperatura este scăzută, diagrama se apropie de una liniară, în timp ce toate caracteristicile mecanice cresc. La temperaturi negative se constată o eșecare fragilă a spumă - polistiren, creșterea rezistenței și a elasticității.
Un exemplu de modificare a caracteristicilor de rezistență și deformare la diferite temperaturi este prezentat în Fig. 11.
-40 -20 0 20 40 60 T, ° C
Fig. 11. Dependența rezistenței la întindere, a rezistenței la tracțiune (b) și a modulului de elasticitate pentru întindere (c) spume pe temperatură:
1 - PSB (p = 50 kg / m3); 2 - PS-4 (p = 60 kg / m3) [44]
Trimiteți-le prietenilor: