Прочность полимерных материалов или почему мы с ними работаем

20.05.2021 11:23:36
Прочность полимерных материалов или почему мы с ними работаем

Полимеры формируются из одиночных звеньев, объединяющихся с помощью различных связей. По происхождению они могут быть органическими (слюда, белки, нуклеиновые кислоты) и синтетическими (полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид). Синтетические получаются путем полимеризации, сополемеризации и поликонденсации.

По химическому строению полимеры бывают органические, неорганические и смешанные. Органика включает углерод, кислород, азот и серу. Неорганические формируются из элементов таблицы Менделеева от третей до шестой группы (алюминий, кремний, германий). Смешанные полимеры получаются, например, из смеси углерода с неорганическими элементами.

Главное условие этих соединений – их должно быть много, но, если при добавлении очередного мономерного звена, молекулярные свойства полимера прекращают меняться, значит для этого экземпляра достаточно изменений.

В итоге молекулярная масса полимера может варьироваться от нескольких тысяч до миллионов. Полимеры, формирующиеся при поляризации, называются – термопластами, при помощи химических связей – реактопластами. Например, термопласт поливинилхлорид стоек к щелочам, кислотам, растворителям, минеральным маслам, но плохо переносит низкие температуры.

Поведение материала при отрицательных температурах.

При t>-200С термопласт становится хрупким (точка стеклования, при которой эластичность полимера, то есть постепенная передача напряжения по цепочке теряется). Решениями стали снижение степени кристалличности, введение пластификаторов, изменение химических свойств путем сополемеризации.

Полимер образуется из мономеров при реакции, например, полимеризации (присоединение молекул низкомолекулярного вещества (мономера) к активным центрам молекулы полимера). Отсюда появилось и его название, например поливинилохлорид, то есть получен повторением мономера - винилхлорида.

Прочность полимерных материалов – это их способность сохранять целостность при воздействии нагрузок. Она определяется пределом прочности. Она же устанавливает величину напряжения, необходимого для разрушения объекта (режим роста деформации), при определенном временном отрезке (обычно несколько минут).

Основные критериальные характеристики полимерных материалов

Прежде всего, это механические нагрузки: жесткость, твердость, прочность объектов из полимерных материалов. Далее, температурные свойства полимеров, отражающие их возможности противостоять деформации при нагревании и охлаждении, и наконец, диэлектрические характеристики материала.

Особо следует отметить, что прочность полимерных материалов существенно зависит от структуры степени молекулярной ориентации, причем при малых молекулярных массах, разрыв идет за счет сдвига полимерных цепей, при больших – за счет их разрыва.

Сегодня эластичные резервуары для нефтепродуктов из полимерных материалов производства НПФ «Политехника» успешно работают в условиях Крайнего Севера. Специалисты компании утверждают, что можно использовать полиуретан вместо стали, что доказано опытом, например, полимерные полевые склады горючего для арктического ДТ с 2007 года эксплуатируются на Байдарацкой губе полуострова Ямал.

×
Успешно отправлено!