Введение
1. Обзор литературы
1.1. Общие сведения о процессе старения и длительной прочности……...6
1.2. Процесс естественного старения полимерных и композитных материалов
1.3. Процессы старения полимерных материалов под действием климатических и деформационных факторов
2. Экспериментальные исследования процесса старения полиуретана
2.1. Экспериментальные исследования старения образцов из полиуретана в опытах на ползучесть
2.2. Влияние деформационного и климатического старения на усталостную прочность образцов из полиуретана
3. Длительное естественное старение образцов из ударопрочных полистиролов
3.1. Исследование процесса старения ударопрочных полистиролов в опытах на растяжение и ползучесть
3.2. Уравнение Максвелла в шкале обобщённого времени
Заключение
Список литературы
В настоящее время разрабатываются все больше новых полимерных материалов, которые внедряются практически во все сферы строительства, промышленности, медицины. Преимущества таких материалов по сравнению с металлами заключаются в легкости, гидрофобности, теплостойкости, коррозионной стойкости и стойкости в агрессивных средах, например, таких как, щелочи или концентрированные кислоты. Но при этом полимерные материалы менее стабильны, чем металлы, поэтому процессы старения и разрушения в них протекают более интенсивно. Однако старение полимеров исследуется порядка 30-40 лет, тогда как оптимизация свойств металлов изучается уже на протяжении долгого времени[1].
Механические характеристики полимеров сильно зависят от их структуры. Также большое влияние на механические свойства полимерных и композитных материалов оказывают различные внешние воздействия: температура, давление, характер окружающей среды, длительность и частота нагружения и вид напряженного состояния. Особенностью этих характеристик полимеров является их удовлетворительная прочность, но малая жесткость по сравнению с металлами.
В данной работе рассматриваются общие сведения о процессе старения полимерных и композитных материалов, полученные ранее различные данные о климатическом старении таких материалов. В частности, исследуется процесс естественного старения, а также старение при воздействии ультра-фиолетового излучения.
Проведены экспериментальные исследования деформационного старения полиуретана в опытах на усталость, ползучесть, а также эксперименты на длительное естественное старение шести марок ударопрочного полистирола. Полученные экспериментальные результаты показывают, что процесс старения является немонотонным и сильно зависит от программы старения.
Для описания полученных экспериментальных результатов в работе рассматривается модифицированная реологическая модель Максвелла, записан-ная в масштабе эффективного времени.
В данной работе были получены следующие результаты:
• рассмотрены ранее проделанные исследования на процессы старения полимерных и композитных материалов при действующих различных факторах;
• получены экспериментальные данные старения образцов из полиуретана в опытах на ползучесть, а также при одновременном воздействии климатического и деформационного воздействий. Отмечается появление эффекта упрочнения материала и повышение числа циклов до разрушения;
• исследовано длительное естественное старение шести сортов ударопрочного полистирола на растяжение и на ползучесть. У всех испытанных образцов наблюдается увеличение предела текучести. В частности, у полистирола типа III после старения в испытании на ползучесть уменьшились деформация и время до разрушения по сравнению с образцами без старения.
Наблюдается хорошее соответствие теоретических и экспериментальных кривых ползучести, полученных в опытах без старения и со старением.
