На главную

Статья по теме: Прочность полиэтилена

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

Прочность полиэтилена под действием кратковременных и длительных нагрузок изучали Рейнхарт [536], Рихард и другие авторы [537—551]. Финдли и Кхосла [543] привели результаты испытаний полиэтилена на ползучесть под действием растягивающих сил. Наблюдающиеся деформации сравнены с теоретическими, вытекающими из уравнений ползучести:[9, С.234]

С повышением температуры действие любой агрессивной среды на 'полимерный материал усиливается. Так, прочность полиэтилена в 75%-ной серной кислоте при повышении температуры от 20 до 35 °С практически сохраняется (92 и 93% соответственно); то же и в 60%-ной фтористоводородной (плавиковой) кислоте (95 и 94%), однако при повышении температуры до 50°С прочность снижается до 88% [67]. При нагревании до 90—'100 °С разрушающее напряжение при растяжении полиэтилена в 95%-ной серной кислоте за 200 ч уменьшается «а 70%, а за 400 ч на 90% и относительное удлинение понижается соответственно на 96 и 98% [68]. Влияние температуры в значительной мере уменьшается при наполнении 'полиэтилена: при нагревании от 20 до 80 °С в 10%-ной соляной кислоте коэффициент стойкости стеклонаполненного полиэтилена понижается только на 3% [65].[3, С.60]

На прочности могут сильно отражаться такие факторы, как разветвленная структура, ухудшающая упаковку макромолекул * (меньшая прочность полиэтилена высокого давления по сравнению с полиэтиленом низкого давления), сшивание (зависимость прочности вулканизатов эластомеров от числа поперечных связей), регулярность строения полимерной цепи и наличие кристаллической фазы (высокое разрывное напряжение волокна, полученного из стереорегулярного полипропилена).[2, С.424]

Полагая энергию связи С—С и отвечающую ей частоту собственных колебаний в полиэтилене такими же, как в этане [66], рассчитывают теоретическую прочность полиэтилена ас-с, которая оказывается равной: огС-с = —^- ^ 6- 1СГ4 дин/связь. Экспериментальным путем найдено, что стС-с = 5,7-10~4 дин/связь.[4, С.51]

Рис. 80. Зависимость максимальной напряженности при пробое от радиуса кривизны игольчатого электрода (--------) для полиэтилена при 333 К и расстоянии между электродами 50 мкм (—•------------внутренняя прочность полиэтилена при 333 К).[5, С.138]

Наиболее достоверные данные, полученные для полиамида (ол = 1,7- 10~20 мм3) и полиэтилена (Ул=1,5- 10~20 мм3), можно сравнить с данными, рассчитанными по формуле (2.6), приняв: ?i>=345 кДж/моль для связи С — С и теоретическая прочность полиэтилена равна 35,2 ГПа; ?D = 304 кДж/моль для связи С — N и теоретическая прочность полиамида равна 30 ГПа. Результаты, приведенные в табл. 2.2, хорошо согласуются с данными Губанова и Чевычелова.[6, С.27]

Напряженное состояние 'полимерных материалов усиливает действие агрессивных сред на полимерные материалы. Было установлено ,[70, 72, 73], что степень воздействия среды на полиэтилен в напряженном состоянии зависит от природы среды: органические соединения (бензол, толуол и хлороформ) вызывают значительное понижение напряжения при растяжении, тогда как вода (и воздух) не влияют на прочность полиэтилена. Это объясняется, по-видимому, различием в их полярности. Для стеклонаполненного полиэтилена приложение нагрузки (25% исходной прочности) лишыв очень незначительной степени усиливает снижение прочности при одновременном действии среды. Например, разрушающее напряжение при растяжении в серной и соляной 10%-ных кислотах за 7 сут уменьшилось на 3,2 и 2,7%, в уксусной— на 0,9%, в 10%-ном гидроксиде аммония — на 1,8%, в бензине — на 1,9%, в метаноле — на 4,0%,в моторном масле и этиленгликоле— на 0,7 и 0,6% и только в 'неполярном гептане оно уменьшилось на 15% по сравнению с этим же показателем в ненапряженном состоянии [44].[3, С.61]

Полагая, что радиус канала разряда в трансформаторном масле составляет 75 мкм, Мейсон рассчитал по формуле (160) зависимость t/np = /(/i) для полиэтилена при испытаниях на пробой в условиях наличия краевых разрядов в среде изоляционного масла. Результаты расчета удовлетворительно согласуются с экспериментальными данными, полученными при температуре окружающей среды 293 К, если принять ^пр = = 3-10® В/м. Это значение <Ё?Пр несколько меньше значения <>?пр = 7-108 В/м, определенного для полиэтилена в однородном поле при 293 К, поэтому предполагается, что под действием краевых разрядов происходит также локальное нагревание диэлектрика, снижающее элетрическую прочность полиэтилена. Соответствие экспериментальной и расчетной зависимостей ипр = f(h) (рис. 82) дает основание рассматривать краевые разряды как игольчатые продолжения электродов.[5, С.139]

Как видно из этих данных, в области низких температур (78 К) молекулярная масса не оказывает влияния на <5?пр. При комнатной температуре с возрастанием молекулярной массы наблюдается тенденция к увеличению электрической прочности. Этот вывод был подтвержден также Фишером и Ниссеном [109] на основании статистического анализа результатов пробоя пяти марок полиэтилена высокого давления. Оказалось, что при увеличении средней молекулярной массы от 4,2-Ю-4 до 11-Ю-4 наиболее вероятные значения электрической прочности при комнатной температуре возрастают от 8-Ю8 до 8,5-108 В/м (рис.88). С ростом температуры влияние молекулярной массы на Jfnp усиливается. Как видно из приведенных выше данных, при 353 К электрическая прочность полиэтилена высокого давления увеличивается в 1,8 раза с возрастанием средней молекулярной массы в 2,4 раза. Таким образом, влияние молекулярной массы на электрическую проч-Л0-704ность оказывается наиболее существен-[5, С.144]

Электрическая прочность кристаллических полимеров, содержащих кристаллическую и аморфную фазы, зависит как от степени кристалличности, так и от особенностей надмолекулярной структуры. Начиная с 60-х годов [4, с. 107], в ряде работ предпринимались попытки установить взаимосвязь между степенью кристалличности и электрической прочностью полимеров. Артбауэр на примере полиэтилентерефталата показал, что образцы с более высокой степенью кристалличности имеют и более высокие значения dTnp. Для полиэтилена разной плотности, сополимеров этилена с пропиленом и смесей полиэтилена высокой и низкой плотности было также установлено, что в области комнатных температур как для экспериментальных образцов [127], так и для изоляции кабелей [128] увеличение степени кристалличности материала сопровождается возрастанием <§Гпр (рис. 84). Однако некоторые авторы [115] указывают, что электрическая прочность полиэтилена при комнатной и более низких температурах уменьшается с увеличением степени кристалличности. Такое противоречие в оценке взаимосвязи между <ЁГпр и степенью кристалличности может быть связано с осложняющим влиянием надмолекулярных образований на й"пр.[5, С.141]

мость скорее всего носит дырочный или электронный характер. Возникающие при облучении тя/жкс-виниленовые связи по отношению к электропроводящим частицам могут играть роль ловушек [56]. Электрическая прочность полиэтилена, сшитого под действием электронов (4 Мэб), не снижается при увеличении температуры до уровня, определяемого теорией характеристической электрической прочности [57]. Это объясняется, по-видимому, стабильностью сетчатой структуры. Радиационное сшивание уменьшает проницаемость полиэтилена для кислорода, азота, углекислого газа и бромистого метила [58], что объясняется снижением коэффициента диффузии. Коэффициент диффузии водяных паров в полиэтилене снижается при радиационном сшивании, однако проницаемость сильно возрастает благодаря увеличению растворимости воды в полиэтилене [59]. Было установлено, что для облученного полиэтилена коэффициенты проницаемости и растворимости в нем различных органических жидкостей при низких температурах выше, а при высоких ниже, чем для исходного полиэтилена [60]. Более высокие растворимость и проницаемость при низких температурах могут быть объяснены разрушением кристаллитов, а пониженные значения этих коэффициентов при высоких температурах — наличием сетчатой структуры.[7, С.171]

... отрезано, скачайте архив с полным текстом ! Полный текст статьи здесь



ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА СТУДЕНТАМ!!!
Задачи по теоретической механике из сборника курсовых работ под редакцией А.А. Яблонского, Кепе, Диевского. Быстро, качественно, все виды оплат, СМС-оплата.
А также: Готовые решения задач по теормеху из методичек Тарга С.М. 1988 и 1989 г. и задачника Мещерского. Решение любых задач по термеху на заказ.
Если Вам нужны решения задач по Физике из методички Чертова А.Г. для заочников, а также решебнки: Прокофьева, Чертова, Воробьёва и Волькинштейна. Решение любых задач по физике и гидравлике на сайте fiziks.ru
Что самое приятное на любом из этих сайтов Вы можете заказать решение задач по другим предметам: химия, высшая математика, строймех, сопромат, электротехника, материаловедение, ТКМ и другие.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кауш Г.N. Разрушение полимеров, 1981, 440 с.
2. Шур А.М. Высокомолекулярные соединения, 1981, 656 с.
3. Воробьёва Г.Я. Химическая стойкость полимерных материалов, 1981, 296 с.
4. Гуль В.Е. Структура и прочность полимеров Издание третье, 1978, 328 с.
5. Сажин Б.И. Электрические свойства полимеров Издание 3, 1986, 224 с.
6. Бартенев Г.М. Прочность и механика разрушения полимеров, 1984, 280 с.
7. Феттес Е.N. Химические реакции полимеров том 2, 1967, 536 с.
8. Гейлорд Н.N. Линейные и стереорегулярные полимеры, 1962, 568 с.
9. Коршак В.В. Итоги науки химические науки химия и технология синтетических высокомолекулярных соединений том 6, 1961, 854 с.

На главную