Определение кислотного числа. Получение эпоксидной смолы на основе дифенилпропана и резорцина. Химический анализ стирола бромид-броматным методом, страница 21

Определение твёрдости полимерных материалов

                                                   Студент:                  Шамордина Н. В.

                                          Руководители:                  Ржехина Е. К.

Санкт-Петербург

2002

   Введение: под твёрдостью понимают способность материала сопротивляться внедрению в него других тел. Твёрдость полимерных материалов является одной из важнейших характеристик. Она определяет возможные области применения полимеров.

 Пластмассы мягкие, имеющие низкую твёрдость, используются в качестве герметизирующих, уплотнительных, прокладочных плёночных материалов.

Твёрдые полимерные материалы применяют для изготовления деталей констуркционного  назначения: зубчатых колёс, тяжело нагруженных подшипников ит.д.

Поскольку физические свойства материала являются отражением его строения, то изучение  твёрдости полимеров, особенно в условиях нестационарного теплового поля, позволяет установить изменение плотности их молекулярной упаковки, оптимальное содержание пластификатора, количество, вид и расположение частиц наполнителя. Изучение твёрдости позволяет корректировать технологический режим получения и переработки полимерных материалов.

Твёрдость материала определяют по сопротивлению вдавливанию в него тела определённой геометрической формы.

Известны методы Роквелла (вдавливание алмазного конуса), Виккерса (вдавливание алмазной пирамиды) и Бриннеля (вдавливание шарика из закалённой стали), который нашёл наибольшее применение благодаря тому, что обладает малой трудоёмкостью, даёт надёжные и легко воспроизводимые результаты.

На использованном твердометре, кроме значения твёрдости также определяли число упругости и число пластичности.

Для проведения испытаний использовали диски или плоскопараллельные пластинки любого очертания. Измерения проводили в трёх точках , расположенных на расстоянии не менее 7 мм друг от друга и от краёв образца.

 

Прибор для замера твёрдости полимерных материалов: а – общий вид; б – кинематическая схема

1 – корпус, 2 – индикатор, 3, 4 – ручки управления, 5 – индентор, 6 – столик для образца, 7 – винт,

8 - маховик

Подсчёт результатов испытаний проводили используя следующие формулы:

            Число твёрдости в Н / мм² определяли по формуле

                                                                               

  где P – нагрузка, приложенная к индентору, кгс; d – диаметр шарика-индентора (d = 5 мм);

h – глубина погружения шарика, мм.

Число упругости в процентах рассчитывают по выражению

 

     где h₁ – глубина внедрения индентора после снятия нагрузки, мм.

            Число пластичности П в процентах определяют из условия

 

    Результаты вычислений занесли в таблицу:

№ п/п	Твёрдость по Бриннелю (справочные значения) МПа	Твёрдость по Бриннелю (опытные значения), МПа	Число пластичности, %	Число упругости, %
УППС (наполн)	110	67,3	87,1	12,9
УППС		92,9	58,6	41,4
ПС	150	60,9	81,3	18,7
ЭС	110 – 350	144,1	92,0	8,0
ЭС (углепластик)		89,6	89,6	10,4
ПП	60 – 65	65,1	80,0	20,0
ПП		37,5	57,9	42,1
ПК		88,7	81,8	18,2
20 ПЭВП	45 – 60	55,8	71,4	28,6
ПЭНП	15 – 25	27,8	68,6	31,4
АБС		65,0	66,7	33,3
ЭЗК – 31		130,1	80,0	20,0

Санкт-Петербургский государственный технологический институт

(технический университет)

Кафедра химической                                                                           

технологии пластмасс                                                             Факультет   IV

    Курс             4

    Группа       494

Химия и физика высокомолекулярных соединений

Лабораторная работа по теме: