Лабораторная работа 5. Лабораторная работа по дисциплине Сырье и материалы для производства изделий из пластических масс
 Скачать 0.51 Mb.
|
Лабораторная работа по дисциплине: «Сырье и материалы для производства изделий из пластических масс» на тему: Определение прочностных характеристик полимерных материалов Выполнила: Окара П.С. Студент группы: ХЕБО-11-19 Проверил: Ковалева А.Н. Москва 2022 Введение Цель работы: определить прочностные характеристики полимеров, и ознакомиться с ГОСТ 34370 Сущность метода Образец для испытания растягивают вдоль его главной продольной оси с постоянной скоростью, в процессе растяжения измеряют нагрузку, выдерживаемую образцом, и удлинение образца и определяют заданные показатели. Образцы для испытания Рекомендуется использовать образцы для испытания типов 1A и 1B, допускается использование образцов типа 2. Образец типа 1A изготавливают методом литья под давлением или методом прессования, образец типа 1B - механической обработкой. Примечание - При толщине 4 мм образцы типов 1A и 1B идентичны многоцелевым образцам для испытания по ГОСТ 33693 типов 1A и A2 соответственно. В случае отработки рецептуры или режимов переработки материала и при проведении научно-исследовательских работ допускается применять образцы для испытаний типов 4 и 5.  Рис. 1 Образец для испытаний типа ВВ Полипропилен  Рис 2 Полипропилен Описание: гомополимер пропилена, синтезированный газофазным методом с рядом стабилизирующих добавок, композиция которых включает термостабилизатор, стабилизатор процесса, а также антикоррозионные добавки, что позволяет увеличить устойчивость к термоокислительному старению. Отличается улучшенными технологическими свойствами, прочностью и долговечностью. Полипропилен PPG 1120-16 универсален в переработке, имеет высокую стойкость к термоокислительному старению и улучшенные технологические свойства [2] Полистирол ударопрочный  Рис.3 Полистирол ударопрочный Ударопрочный полистирол – непрозрачный бесцветный материал, продукт привитой сополимеризации стирола с бутадиеновым или бутадиен-стирольным каучуком, имеющий двухфазную структуру Ударопрочный полистирол выпускается стабилизированным, в виде белых гранул. Основные методы переработки – литье под давлением и экструзия листа с последующим пневмо- или вакуумформованием. ПВД  Рис. 4 Полиэтилен высокого давления Полиэтилен высокого давления – это термопластичный полимер, получаемый методом полимеризации углеводородного соединения «этилен» (этен) под действием высоких температур (до 1800), давления до 3000 атмосфер и с участием кислорода. Также может называться как полиэтилен низкой плотности (ПНП или ПЭНП), так как имеет сравнительно слабые внутримолекулярные связи и, следовательно, более низкую плотность, чем полимеры других видов. Также для его обозначения применяется сокращение LDPE – английский эквивалент ПЭНП. Проведение испытания 1 При определении модуля упругости при растяжении (см. ГОСТ 34370, подраздел 3,9) скорость испытания - 1 мм/мин для образцов типов 1A; 1B, 1, 2 и 3, что соответствует скорости деформирования около 1%·мин  . Определение модуля упругости для малых образцов 2 Перед испытанием измеряют толщину и ширину образцов в трех местах: в середине и на расстоянии около 5 мм от меток. Вычисляют среднеарифметические значения полученных результатов, используя которые вычисляют начальное поперечное сечение образца. Образцы, у которых минимальное и максимальное значения толщины или ширины различаются более чем на 0,2 мм, не испытывают. 3 Образцы закрепляют в зажимы испытательной машины по меткам, определяющим положение кромок зажимов таким образом, чтобы продольные оси зажимов и ось образца совпадали между собой и направлениям движения подвижного зажима. Зажимы равномерно затягивают, чтобы исключалось скольжение образца в процессе испытания, но при этом не происходило его разрушение в месте закрепления. 4 Испытания проводят при скорости раздвижения зажимов испытательной машины, предусмотренной в нормативном документе или технической документации на материал, скорость должна соответствовать одной из указанных в При этом выбирают такую максимальную скорость, чтобы время от момента приложения нагрузки к образцу до его разрушения составляло не менее 1 мин при испытании материалов, имеющих предел текучести, и не менее 30 с для материалов, не имеющих предела текучести 5 При испытании измеряют нагрузку и удлинение образца непрерывно или в момент достижения предела текучести, максимальной нагрузки, разрушения образца  Рис. 5 Нагрузка- удлинение Обработка результатов Обработка результатов - по ГОСТ 34370** или следующим образом: - прочность при растяжении, МПа, вычисляют по формуле  ; (1)- прочность при разрыве, МПа, вычисляют по формуле  ; (2)- предел текучести при растяжении, МПа, вычисляют по формуле  ; (3)- условный предел текучести при растяжении, МПа, вычисляют по формуле  ; - относительное удлинение при максимальном напряжении (нагрузке), %, вычисляют по формуле  ; (5)- относительное удлинение при разрыве, %, вычисляют по формуле  ; (6)- относительное удлинение при пределе текучести, %, вычисляют по формуле  ; [1] (7)Экспериментальная часть
Табл. 2 Результаты испытаний ПЭ 1120-16  Рис. 6 Зависимость усилия от перемещения ПЭ 1120-16 Табл. 3 Результаты испытаний УПС
 Рис. 7 Зависимость усилия от перемещения УПС Табл. 4 Результаты испытаний УПС 0803
 Рис. 8 Зависимость усилия от перемещения УПС 0803 Из зависимостей видно, что в соответствии с эталонной кривой нагрузка-удлинение для образцов ПЭ 1120-16, ПС ударопрочного, УПС 0803 с увеличением нагрузки изначально наблюдается прямолинейный участок, где полимер растягивается упруго. Деформация на этом участке достигается за счёт увеличения межмолекулярных расстояний или малого смещения узлов флуктуационной сетки; после наступает процесс образования шейки, соответствующая максимуму на кривых; прямолинейный участок, параллельный оси абсцисс – стадия удлинения шейки; разрушение образца приводит к обрыву кривой. Табл. 5 Результаты испытаний ПВД 15313-003
X  Рис. 9 Зависимость усилия от перемещения ПВД 15313-003 Для образца ПВД 15313-003 разрушение произошло без образования шейки. При постепенном увеличении нагрузки растяжения образцы лопаток начинали просвечивать, а в момент разрушении часть их рабочей зоны стала белой. Можно сказать, о том, что при растяжении полимеры кристаллизуются. Следовательно, для образца ПВД 15313-003 характерна аморфная структура, а для ПЭ 1120-16, ПС ударопрочного, УПС 0803 – кристаллическая, так как ориентация кристаллических полимеров проходит через образование шейки, а аморфных в зависимости от условий – либо через образование шейки, либо без неё.
Рассчитав значения относительного удлинения и прочности образцов (по формулам 1,2,5) и сравнив с полученными данными, можно увидеть, что полученные и можно увидеть, что значения максимальной прочности образцов совпадают с расчетными значениями. Однако, рассчитанные значения относительного удлинения значительно отличаются от полученных данных. Выводы: Изучили образцы ПП 1120-16, УПС, ПВД 15313-003, УПС 0803 Ознакомились с ГОСТ 34370 Сравнили относительное удлинение образцов ПП 1120-16(Ɛ=13,5%), УПС(Ɛ=46%), ПВД 15313-003(Ɛ=114%), УПС 0803(Ɛ=12,1%). Наибольшее удлинение у образца ПВД 15313-003(Ɛ=114%) Сравнили максимальную прочность образцов ПП 1120-16(σ=32,2 МПа), УПС(σ=10,4 МПа), ПВД 15313-003(σ=11,3МПа), УПС 0803(σ=16,2МПа). Наибольшая максимальная прочность у образца ПП 1120-16(σ=32,2 МПа), Рассчитали значения максимальной прочности и удельного растяжения образцов Определили структуру образцов ПЭ 1120-16, ПС ударопрочный – аморфная, УПС 0803 – кристаллическая Список литературы ГОСТ 11262-2017 (ISO 527-2:2012) Пластмассы. Метод испытания на растяжение от 02 февраля 2018 - docs.cntd.ru (дата обращения 28.04.22) Купить полипропилен PPG 1120-16 в Москве и во всех регион РФ | ЮНИТРЕЙД (unitreid-group.com) (дата обращения 28.04.22) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
