Свойства полимера Victrexpeek. Поведение при растягивающем напряжении. Предел длительной прочности, страница 4


3. МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Victrex PEEK известен, как высокотехнологичный материал с обычными термопластическими процессами переработки.

3.1 ПОВЕДЕНИЕ ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ РАСТЯЖЕНИЯ

Механические характеристики Victrex PEEK превосходят в большинстве случаев технические термопласты. Рисунок 2 показывает диаграммы напряжения-растяжения с 4 различными типами Victrex PEEK в сравнении. Напряжение растяжение заменяет при этом растягивающая сила в начале поперечного сечения пробы и удлинение от растяжения есть безразмерное отношение величины растяжения к начальной длине пробы.

В начальной области графики построены методом линейной аппроксимации  и это делает возможным расчет модуля упругости. На основе вязкоупругой природы Victrex PEEK можно получить в итоге в зависимости от скорости растяжения и температуры различные механические характеристики. Поэтому определение механических свойств в таблице 2 было проведено согласно ASTM D638 со скоростью растяжения от 5 и соответственно 50мм/мин.

Рисунок 2: Типичные диаграммы напряжения-растяжения Victrex PEEK и его композитов.

Victrex PEEK применяется для изготовления высоконагружаемых деталей, также частично где назначаются продолжительные высокие температуры. Рисунок 3 показывает ход предела прочности на растяжение, как функцию  температуры и поясняет, что высокие механические свойства этого полимера сохраняются в широкой области температуры.

Рисунок 3: Предел прочности на растяжение Victrex PEEK в зависимости от температуры.

3.2 ПОВЕДЕНИЕ ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ ИЗГИБА

Victrex PEEK и его композиты указывают на выделяющееся свойства при изгибе в широких температурных областях. На основе вязкоупругости этого продукта для определения характеристик было проведено испытания на изгиб в  3 точках  с разбивкой скорости деформации (согласно ASTM D790 и ISO 178). Результаты представлены на рисунках 4 и 5, как функция температуры.

Рисунок 4: Прочность на изгиб Victrex PEEK в зависимости от температуры

Рисунок 5: Модуль изгиба Victrex PEEK в зависимости от температуры.

Прочность на изгиб здесь определяется, как высшая величина изгибающих напряжений в 3 точках испытания на  изгиб, и изгиб- Е–модуль,  как отношение напряжение к разнице удлинения при имеющимся удлинении.

Данные рисунка 4 и 5 показывают необычно широкую область температуры, где Victrex PEEK может нести установленную нагрузку. Измерения прочности на изгиб поверх 200ºС могло вызвать ошибку, которая на границе вытягивания материала лежала поверх 5% от деформации. Это не соответствует многим предпосылкам тестовых стандартов, где расчеты на основе лежащих линейных зависимостей между напряжением и удлинением могут быть не предсказуемые.

3.3 СВОЙСТВА ПОЛЗУЧЕСТИ

Под ползучестью понимается деформация испытываемого образца под постоянным напряжением как функция времени. Для технического термопласта Victrex PEEK имеет выдающееся сопротивление ползучести и ввиду целесообразной прочности может сопротивляться высоким нагрузкам без особенных удлинений. Рисунки 6 и 7 показывают поведение ползучести Victrex 450G в зависимости от прикладываемой нагрузки, времени и температуры.

Рисунок 6:Удлинение Victrex 450G в функции времени при 23ºС

Рисунок 7: Удлинение Victrex 450G в функции времени при 150ºС

Высокие порядки величин напряжения, времени и температуры, есть необходимость, чтобы измеренные деформации при испытаниях на ползучесть получались точно (в пределах 0,5%), что для ненаполненного полимера необычно. Из этих данных можно рассчитать величины модуля ползучести, как меру сопротивления материала против изменения формы. Модуль упругости нескольких типов Victrex PEEK в функции времени представлены на рисунке 8.

Рисунок 8: Модуль ползучести Victrex PEEK как функция времени при 23ºС и при 150ºС

Из данных рисунка 8 становится ясно, что материал усиленный волокном вызывает значительное улучшение свойств ползучести Victrex PEEK.Также показано, что композит усиленный угольным волокном (тип СА 30) достигает высочайших показателей.