Машиностроительные материалы: Краткий справочник - Раскатов В.М.
Скачать (прямая ссылка):
Следует отметить, что распространенное представление о замене металлов пластмассами обосновано лишь в части применения полимерных материалов в перечисленных и других зонах благоприятного использования. Основными же конструкционными материалами, способными нести большие статические и динамические нагрузки и тепловые воздействия остаются металлы и сплавы.
К недостаткам полимерных материалов следует отнести: старение, необратимость, малую термостойкость, ползучесть, релаксацию. Их следует учитывать при оценке применимости в каждом конкретном случае.
Старение (деструкция) — процесс необратимого изменения строения и (или) состава, приводящий к ухудшению свойств полимерного материала в функции времени. Согласно ГОСТ 17050—71 старение подразделяется по виду внешнего воздействия на следующее: климатическое, водное, почвенное, механическое (действием механической нагрузки), электрическое, радиационное, термическое (плюс и минус), световое, химическое, окислительное, озонное, биологическое, космическое.
Необратимость — ограниченная возможность повторного использования отработавших свой ресурс полимерных изделий путем переработки.
Свойства полимеров и пластмасс оцениваются многими показателями. В отличие от металлов, характеризующихся сравнительно немногими показателями, которые незначительно изменяются в пределах их жаростойкости, свойства полимерных материалов в большей степени зависят от температуры испытания, влажности и химической активности испытательной среды, скорости и вида нагружения и других факторов. Многие критерии оценки свойств полимерных материалов относятся только к определенным их разновидностям, затрудняя сравнительную оценку и даже идентификацию отдельных их видов и марок.
Далее приведены в алфавитном порядке критерии оценки свойств полимеров и пластмасс и методы их стандартных испытаний.
234
Полимерные материалы
СВОЙСТВА И МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЯ ПОЛИМЕРОВ И ПЛАСТМАСС
Абразивная износостойкость (мм3/м). За показатель истирания образца пластмассы принимается величина уменьшения объема его в кубических миллиметрах на 1 м пути истирания шлифовальной шкуркой 2 (ГОСТ 344—74) при скорости 30 м/с и нагрузке 1—5 кгс. Метод испытания по ГОСТ 11012—69 не распространяется на ячейковые пластмассы.
Водопоглощение характеризуется массой воды, поглощенной образцом при пребывании его в холодной (23° С) или кипящей воде (для пластмасс с теплостойкостью выше 100° С) в течение 24 ч. Определяется (ГОСТ 4650—73) взвешиванием предварительно высушенного образца (то), выдержкой его в воде, вторичным взвешиванием (mi) и подсчетом чистого водопоглощения (мг):
Xi = mi — т0ж удельного водопоглощения (%): х2= — 100.
щ>
Водопоглощение ячеистых жестких пластмасс (%). Испытание (ГОСТ 20869—75) заключается в измерении количества воды, поглощенной испытуемым образцом, гидростатическим взвешиванием образца после пребывания его в течение заданного времени в дистиллированной воде при 20±2°С и нормальном давлении.
Время — температура — оценка предела для пластмасс, подвергаемых длительному воздействию тепла. Метод испытания и оценки результатов установлен Международным стандартом ИСО 2578—74 путем построения графиков «Заданная характеристика — время» при заданных температурах и «Заданная характеристика — температура» при заданных отрезках времени.
Вязкость — свойство полимерных материалов оказывать сопротивление необратимому изменению формы.
Газопроницаемость — способность полимерной мембраны пропускать газы при наличии перепада давления или температуры. Определяется коэффициентом газопроницаемости (1 см2/(с-кгс/см2), т. е. 1 см3 газа, прошедшего за 1 с через площадь мембраны (1 см2), при ее толщине 1 см, при разности давления газа в 1 кгс/см2, при данной химической природе и структуре полимера, природе газа и температуре испытания.
Горючесть. Согласно ГОСТ 17088—71 горючесть определяется тремя методами:
а) огневой трубы (экспресс-метод); испытание проводится на специальном приборе для горючих пластмасс, результат в % вычисляется отношением масс сгоревшей пластмассы к ее первоначальной массе;
б) распространения пламени; пластмассы относят к легковоспламеняющимся, если испытуемый образец длиной 300 мм, расположенный горизонтально, подожженный с одного конца, горит по всей длине;
в) калориметрии для пластмасс, теряющих при испытании огневой трубы 20% своей массы, но самостоятельно не горящих; их горючесть определяется максимальным отношением количества тепла, выделенного образцом при горении в калориметре в ккал, к количеству тепла от источника зажигания (нагрева); при значении этого отношения менее 0,1 пластмассы относят к негорючим (несгораемым), в пределах 0,1—0,5 — к трудногорючим (трудносгораемым) и свыше 0,5 — к горючим (сгораемым).
Горючесть пластмасс определяется способностью стандартного образца (120X15X10 мм) гореть после пребывания в течение 1 мин. в газовой горелке. Степень горючести определяется: а) образец не загорается; б) горит менее 15 с; в) горит более 15 с [3].
Деструкция полимерного материала — процесс разрушения микромолекул полимерного материала, приводящий к изменению его свойств (определение по ГОСТ 17050—71).
