Способ определения температуры стеклования образцов полимерных материалов Советский патент 1991 года по МПК G01N3/18 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям на прочность.

Пель изобретения - повышение достоверности при испытании бумагооб- разующих полимеров путем обеспечения постоянства сорбциолных характеристик всей партии образцов,

На фиг„ 1 представлен закон регулирования относительной влажности воздуха при заданных значениях равновесного влагосодержания образцов в зависимости от температуры испытаний; на фиг. 2 - режим нагружения образцов; на фиг. 3 - процесс релаксации - изменения напряжения С в образце во времени t при постоянной деформации Ј ст ; на фиг. 4 - график зависимости остаточной высокоэластической деформации Јвэ от продолжительности нахождения образца под нагрузкой t; на фиг 5 - кривая зависимости температуры Т - критическое напряжение (j «р.

Способ определения температуры стеклования осуществляют следующим образом.

У партии образцов перед испытанием определяют любым известным способом (например, весовым методом) равновесное сорбционное состояние (влагосодержание) , соответствуйте нормальным климатическим условиям (относительная влажность воздуха 1{ 65%, температура Т 20°С). Затем образцы помещают в климатическую камеру и, дискретно изменяя температуру (Т 40, 50, 60, 70, 80аС и т.д ), регулируют относительную влажность воздуха таким образом, чтобы исходgb

ю

00

со

4

есскЬ

ное равновесноесорбционное состояние образца не изменялось„ Таким образом определяют закон регулирования относительной влажности воздуха для любого заданного влагосодержания образца в температурном диапазоне испытаний.

После достижения равновесного состояния к образцу испытуемого материала прикладывают нагрузку для создания заданной деформации Јсг выдерживают при этой деформации и тостоян ной температуре Т заданный отрезок времени tH, измеряя в образце напряжение и , после чего образец разгружают. После разгрузки образца при времени t t ц и последующего полног эластического восстановления длины образца измеряют остаточную псевдонеобратимую деформацию Јвэ

Эту последовательность операций, но на разных образцах одного и того же испытуемого материала, проделывают при разном времени выдержки образцов ПОД НАГРУЗКОЙ (tЦ t, tЈ, ta

t.) и постоянной температуре Т on3t Варьируя время нагружения t,p получают при этом временную за:ц, которая в полулоBHCHMOCTbfgj1арифмнческой системе координат имее вид прямой линии (биг. 4) и таким образом позволяет найти время действия t ifn нагрузки до начала размягчения (расстекловывания, вэ 0) полимера при ЈСт const и Т cons

Все приведенные операции с образцами нагрузка - разгрузка - восстановление проводятся при их постоянне влагосодержании.

Затем по указанной методике измерения проводят при других заданных температурах Т, Т и т,.д„ на новых образцах этого же испытуемого материала и определяют изменения напряжения Gyp в них (фиг, 3), строят температурную зависимость GKp (фиг. 5), экстраполяция которой на нулевое значение напряжения дает температуру стеклования полимера.

Пример с В качестве объекта исследования используют бумагу из 100% сульфитной беленой целлюлозы массой t MZ - 90 г, с разрывным напряжением 54 МПа, разрывной деформацией 2%, толщиной 0,1 ммо Испытания проводят при одноосном растяжении в

0

5

0

5

0

35

40

45

0

5

изотермическом режиме релаксации напряжения с последующим эластическим восстановлением формы (длины) образца (фиг. 2)„ После полного завершения процесса восстановления измеряют необратимую (в условиях опыта) компоненту деформации ЈдзпРи заданной деформации Јсг 0,4/, при этом варьируют время ее действия t н 1-50 мин и температуру Т 20-80°С (фиг, 2)„ Измерение напряжений и деформаций производят на релаксометре напряжений, установленном в климатической камере Относительную влажность воздуха регулируют таким образом, чтобы влагосо- держание W исследуемой бумаги в дна- пазоне температур выдерживалось постоянным (W 6%)„ Критическое время действия нагрузки t Kn до начала реализации Јвэ определяют путем экстраполяции зависимости ввэ- t на ось времени в полулогарифмической системе координат (фигс 4), Из фиг„ 3 находим Gуп , соответствующие значениям t«p для данных температур о

Экстраполяция температурной зависимости критических напряжений на ось температур (GVp 0, фиг, 5) дает температуру стеклования данного объекта исследований Тст 150°С0

Формула изобретения

Способ определения температуры стеклования образцов полимерных материалов, заключающийся в том, что партию .образцов подвергают нагружению в режиме постоянства параметра нагружения, выдерживают образцы под нагрузкой при различных температурах и определяют при каждой температуре параметр неупругого состояния материала образца, по которому судят о температуре стеклования, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности при испытании бумаг ообразующих полимеров путем обеспечения постоянства сорбционных характеристик всей партии образцов, нагру- жение осуществляют после достижения в образцах равновесного напряженного состояния, в качестве параметра на- груження используют деформацию образцов, а вьщержку при каждой температуре осуществляют в течение разных отрезков времени.

r/.

751

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям на прочность. Цель изобретения - повышение достоверности при испытании бумагообразукмцих полимероп путем обеспечения постоянства сорб- ционных характеристик всей партии образцов,, Нагружепие ведут в рскипе релаксации напряжений при различных температурах до достижения ранпопес- ного напряженного состояния При тгом выдержку при разных температурах осуществляют в течение ратных отрезков времени. 5 ил Ј (/)

706520

W

У.

г: с

6,

Фие.2

I i

(tel

0

г

Фи«3

BO c

Tcm

so гоо т т с

Фиг. 5