 |
|
Методы исследования
Отчет по лабораторной работе
«РЕЛАКСАЦИЯ НАПРЯЖЕНИЯ В ПОЛИМЕРАХ»
Студент Родин М.М.
Группа ХТ-413
Москва 2012
Введение
Термин “релаксация” происходит от английского слова “relaxation” означающего отдых, расслабление. В полимерной науке под релаксацией понимают процессы перехода макромолекулярных систем от неравновесных состояний в равновесные под действием теплового движения сегментов.
Большое число методов изучения релаксационных явлений можно разделить на 2 группы- статические и динамические. Из первой группы наиболее известны методы исследования изотермич. механич. релаксационные явления- релаксации напряжения ( при помощи прецизионных динамометрических устройств). Большое значение приобрело термомеханическое исследование, позволяющее оценить податливость полимерного тела в условиях заданного неизотермического релаксационного процесса.
Динамические методы развиты главным образом для 2-ух типов воздействий - гармонических и импульсных. В первом случае изучают температурную и частотную зависимость амплитуды и угла сдвига фаз деформации, поляризации, намагниченности и др. релаксирующих характеристик при синусоидальном воздействии соответствующего силового поля ( метод Александрова- Лазуркина).
В общем случае процесса деформирования материалов, например при растяжении образца на динамометре, одновременно изменяется удлинение образца и деформирующая сила. При этом может также меняться температура как внутри образца, так и в окружающей среде. В этом случае изучение процесс релаксации напряжения представляет трудности. Легче и нагляднее изучать релаксационные явления, когда изменяется только 1-ин из параметров: относительное удлинение либо деформирующее напряжение (деформирующее усилие, отнесенное к площади поперечного сечения образца).
Объекты исследования
Два образца эластомера, отличающиеся временем вулканизации
Некоторые характеристики образцов полихлоропрена:
| Образец№ | ||
| Вр. вулкан., τ мин | ||
| Ширина, h мм | ||
| Длина, l0 мм | ||
| Толщина, b мм | 0,978 | |
| Удлинение, l мм | 20,5 |
Методы исследования
Опыт по исследованию релаксации напряжения проводят на динамометре Поляни. Прибор состоит из основания 1 с закреплёнными на нём стойками 2 рамы. Подвижная платформа 3 вместе с нижним зажимом 4 может перемещаться вертикально вручную, если освободить гайку – фиксатор 5, или с помощью электропривода. В последнем случае при зажатой гайке 5 перемещение платформы осуществляется с помощью ходового винта 6.
Между верхним 7 и нижним 4 зажимами закрепляется образец 8, на который при необходимости надевается термостатирующая «рубашка», соединённая шлангом с термостатом. В глубине верхней перекладины 10 помещена пружина 11, к верхней плоскости пружины подвешена тяга с верхним зажимом 7, а нижняя её плоскость контактирует с цилиндрическим штоком индикатора 12. Таким образом, сила, возникающая при растяжении образца, вызывает прогиб пружины, величину которого фиксируют с помощью индикатора.
Динамометр Поляни
Перед началом работы необходимо выбрать подходящую пружину.
Чем жёстче и толще образец и чем больше его деформация, тем толще должна быть пружина. Критерием правильного выбора пружины является её максимальный прогиб в ходе эксперимента, лежащий в интервале 0,5-1,5мм.
Из резиновой пластины вырубают штанцевым ножом образец в виде двусторонней лопатки. В средней части образца отмечают рабочий участок длинной 20 мм, измеряют толщину рабочего участка.
Образец закрепляют в зажимах так, чтобы расстояние от метки рабочего участка до края зажима составляло не менее 2-3 мм. Закреплённый в исходном состоянии образец должен немного провисать между зажимами и не нагружать пружину.
Начинают испытание с того, что, придерживая платформу, освобождают гайку – зажим и быстро опускают платформу так, чтобы приблизительно обеспечить заданную деформацию образца. Гайкой фиксируют положение платформы и нижнего зажима.
В момент окончания перемещения платформы включают секундомер и начинают отсчёты по индикатору. Первые 20 точек снимают с интервалом через 2 секунды, следующие от 20с до 60с – через каждые 5 сек, от 1мин до 25 мин с шагом 1 мин. Секундомер при этом не выключают в течение всего времени работы с образцом.
Процедуру проводят для обоих образцов, растяжение 75%,150%