Введение, Теоретическая часть - Механические свойства полимеров
Цель работы:
Изучить прочность полиэтиленово й пленки при деформации растяжения и процесс релаксации напряжения. Построение деформационной и релаксационной кривой
Реактивы и оборудование:
Разрывная машина
Вырубной нож
Механический лабораторный пресс
Микрометр
Секундомер
Теоретическая часть
Прочность
Прочность на разрыв важна для материала, который собираются растягивать. Волокна должны обладать большой прочностью на разрыв.
Потом, существует прочность на сжатие. Образец полимера обладает прочностью на сжатие, если он хорошо сопротивляется попыткам сжать его.
Примером материала, обладающего высокой прочностью на сжатие является бетон. Все, что должно поддерживать снизу тяжелые предметы должно обладать высокой прочностью на сжатие.
Существует также прочность на изгиб. Образец полимера обладает прочностью на изгиб, если он хорошо противостоит попыткам согнуть его.
Существуют и другие виды прочности, которые мы могли бы обсудить. Образец обладает прочностью на скручивание, если он хорошо выдерживает попытки скрутить его. Существует также ударопрочность. Образец обладает ударопрочностью, если он не разрушится, когда его резко и сильно ударят, например, молотком.
Давайте рассмотрим в качестве примера прочность на разрыв. Для измерения прочности на разрыв полимерного образца мы берем образец и пытаемся растянуть его. Обычно мы растягиваем его при помощи разрывной машины марки "Инстрон". Эта машина просто зажимает оба конца образца и затем, когда вы ее включаете, растягивает образец. Растягивая образец, машина измеряет величину силы (F), приложенной к образцу. Когда мы знаем силу, приложенную к образцу, мы делим ее на площадь поперечного сечения (A) нашего образца. В результате мы получаем механическое напряжение, испытываемое нашим образцом.
Затем, используя машину, мы продолжаем увеличивать величину приложенной к образцу силы (и, следовательно, механического напряжения), пока он не разорвется. Напряжение, необходимое для разрыва образца и есть прочность материала на разрыв.
Аналогично мы можем представить себе похожие эксперименты для измерения прочности на сжатие или на изгиб. Во всех случаях прочность - это механическое напряжение, которое необходимо приложить к образцу, чтобы он разорвался. прочность полимер деформация релаксационный
Деформация
Однако существуют и другие характеристики механических свойств полимеров, чем просто прочность. Все, о чем нам может сказать такая характеристика, как прочность, это то, какое механическое напряжение надо приложить к образцу, чтобы сломать его. Она ничего не говорит нам о том, что происходит с нашим образцом, пока мы пытаемся его сломать. Вот здесь и стоит заняться изучением деформационного поведения образца полимера. Одним из примеров деформации является растяжение. Деформация - это просто изменение формы предмета, к которому приложено механическое напряжение. Когда мы говорим о прочности на разрыв, то деформация образца заключается в его удлинении, в том, что он становится длиннее.
Обычно мы говорим об относительном растяжении, выраженном в процентах. Для вычисления этой величины длину полимерного образца, когда он растянут, (L), следует разделить на исходную длину образца,(L0), а затем умножить на 100.
Две самых важных измеряемых величины - это предельная деформация и предел упругой деформации.
Предельная деформация важна для любого типа материала. Это не что иное, как количество раз, в которое вы можете растянуть образец, прежде чем он порвется. Предел упругой деформации равен относительной деформации, которой можно достичь, не создавая в образце остаточных деформаций. Другими словами, это максимальная величина растяжения, которой можно достичь, чтобы при этом образец вернулся к своей исходной форме и размерам после того, как будет снято механическое напряжение. Это особенно важно, если ваш материал является эластомером. Эластомеры должны сильно растягиваться и тем не менее сохранять способность возвращаться к исходной форме. Большинство из них может растянуться так, что относительная деформация составит от 500 до 1000 % и без проблем вернуться к своей исходной длине.
Модуль упругости
Эластомеры должны обладать высоким пределом упругой деформации. Но для других видов материалов, как например пластиков, обычно бывает лучше, если они не растягиваются и деформируются так легко. Если мы хотим знать, насколько хорошо материал противостоит деформации, мы измеряем нечто, называемое его модулем упругости. Чтобы измерить модуль упругости растяжения, то мы делаем точно то же самое, что и когда мы измеряли прочность и предельное растяжение. На этот раз мы измеряем механическое напряжение, прикладываемое к материалу, точно так же, как и в случае измерения прочности на разрыв. Мы постепенно увеличиваем величину механического напряжения, и к тому же мы меряем деформацию, которую испытывает образец при каждом уровне механического напряжения. мы продолжаем делать это, пока образец не порвется.
В общем случае, наибольшим модулем упругости растяжения обладают волокна, наименьшим - эластомеры, а модули упругости пластиков находятся где-то посередине между модулями волокон и эластомеров.
Модуль упругости рассчитывается как отношение механического напряжения к удлинению, соответственно он будет измеряться в единицах напряжения деленных на единицы удлинения. Но поскольку относительное удлинение безразмерно, то единиц, на которые мы могли бы поделить, просто нет. Поэтому модуль упругости выражается в таких же единицах, что и сила, то есть Н/см2.
Похожие статьи
-
Практическая часть - Механические свойства полимеров
С помощью вырубного ножа на прессе вырубили образцы из полиэтиленовой пленки, на которой с помощью линейки были нанесены метки, указывающие рабочую длину...
-
Особые механические свойства эластичность - способность к высоким обратимым деформациям при относительно небольшой нагрузке (каучуки); малая хрупкость...
-
СВОЙСТВА МЕМБРАН И КОМПОЗИЦИОННЫЕ МЕМБРАНЫ - Полимеры в мембранах
Эффективность или совершенство некоторой полимерной газоразделительной мембраны определяется двумя ее основными свойствами - параметрами: ее...
-
ВВЕДЕНИЕ - Полимеры в мембранах
Вся история промышленных систем разделения и очистки веществ - борьба этого вида технологий за высокую производительность, селективность, гибкость и...
-
Химические свойства кремнийорганических полимеров - Кремнийорганические полимеры
Силоксаны содержат два или более атомов кремния, связанных посредством одного или нескольких атомов кислорода: Два атома кремния, связанные таким...
-
Физические свойства кремнийорганических полимеров - Кремнийорганические полимеры
Кремнийорганические полимерные жидкости не имеют запаха, сильно различаются по вязкости, температуре кипения и замерзания. Они очень термостойки и если...
-
Свойства и важнейшие характеристики - Полимеры
Линейные полимеры обладают специфическим комплексом физико-химических и механических свойств. Важнейшие из этих свойств: способность образовывать...
-
Введение - Получение, строение и свойства полистирола
Термопласты - полимерные материалы, способные обратимо переходить при нагревании в высокоэластичное либо вязкотекучее состояние. При обычной температуре...
-
Введение - Изменение физико-химических свойств материалов путем диффузии
Медь (лат. Cuprum) - химический элемент. Один из семи металлов, известных с глубокой древности. По некоторым археологическим данным - медь была хорошо...
-
Актуальность исследования Цель исследования: Изучение теоретических и практических аспектов евклидовости в математике Задачи исследования: 1. Изучить...
-
Введение, История открытия благородных газов - Благородные газы и их свойства
К благородным, или инертным, газам относятся: гелий Не , неон Ne , аргон Ar , криптон Kr , ксенон Хе , радон Rn . Они относятся к VIII группе, главной...
-
Введение - Теоретические основы статистики результатов экономической деятельности
Экономическая статистика -- одного из наиболее важных разделов статистической науки и вида деятельности органов государственной статистики, призванных...
-
Введение, История открытия азота - Азот, его соединение и свойства. Азот в природе
Целью данной работы является изучение и анализ химического элемента - азота. Азот - это бесцветный газ, без вкуса и запаха. Один из самых...
-
Свойства полимера, полученного различными методами - Важнейшие представители полимеров
Молекулярная цепь полистирола имеет преимущественно линейное строение с небольшим количеством разветвлений, возникающих в результате реакций передачи...
-
Введение - Свойства аминокислот
Аминокисломты (аминокарбомновые кисломты) -- органические соединения, в молекуле которых одновременно содержатся карбоксильные и аминные группы....
-
Графен -- первый известный истинно двумерный кристалл. В отличие от более ранних попыток создания двумерных проводящих слоев, к примеру, двумерный...
-
ВВЕДЕНИЕ - Получение калий йодата и изучение некоторых его свойств
Наше исследование проводилось В рамках школьного химико-биологического Проекта "Что вы знаете про йод?" . Проект реализуется в течение этого учебного...
-
Введение - Свойства нейтральной формы гибридного соединения
Гибридный фотохромный хемосенсор лиганд Материалы, обладающие контролируемой люминесценцией, востребованы в настоящее время в различных областях науки и...
-
Введение - Свойства веществ при низких температурах
Проблемой изучения свойств веществ при низких температурах занимались многие ученые. Для этого требовались сжиженные газы. Определенных успехов в...
-
Введение - Физические и химические свойства кремния
Кремний - широко распространенный элемент в природе. В земной коре его 27.6%. атомный вес кремния 28.06. температура плавления 1415°C, температура...
-
Функциональные свойства систем - Системная революция и принцип дуального управления
Функциональная полнота системы определяет степень соответствия системы функций, выполняемых системой, множеству функций, выполнение которых необходимо с...
-
Свойства связей и отношений - Системная революция и принцип дуального управления
Отвлекаясь от конкретного содержания реальных связей и отношений, можно выделить три наиболее общих группы синтаксических свойств бинарных связей и...
-
Фенолфталеин - один из наиболее широко используемых в химии кислотно-основных индикаторов. Он относится к триарилметановым красителям, называемых...
-
Введение - Свойства фтора как химического элемента
Фтор (лат. Fluorum), F - химический элемент VII группы периодической системы Менделеева, относится к галогенам, атомный номер 9, атомная масса 18,998403;...
-
Опытом называется всякое осуществление определенных условий и действий, при которых наблюдается изучаемое случайное явление. Опыты можно характеризовать...
-
Введение, Свойства тиосульфата натрия, Общие свойства тиосульфата натрия - Тиосульфат натрия
Одним из довольно известных химических препаратов является тиосульфат натрия. Раньше о нем знал каждый фотограф и фотолюбитель. Но и на данное время...
-
Полиорганосилоксаны - Кремнийорганические полимеры
Многие особенности механических и физико-химических свойств этих полимеров связаны с высокой гибкостью их макромолекул и относительно малым...
-
Введение - Свойства флавоноидов
Флавоноидами называется группа фенольных соединений с двумя ароматическими кольцами, объединенных общим структурным составом С6-С3-С6. Первое бензольное...
-
Введение - Ртуть: свойства и токсичность
Ртуть -- относительно редкий элемент в земной коре со средней концентрацией 83 мг/т. Однако ввиду того, что ртуть слабо связывается химически с наиболее...
-
ВВЕДЕНИЕ, СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛ И СВОЙСТВА ВОДЫ - Химические свойства и строение воды
Вода - ценнейший природный ресурс. Вода играет исключительную роль в процессах обмена веществ, составляющих основу жизни. Огромное значение вода имеет в...
-
Прагматические свойства информации - Системная революция и принцип дуального управления
Если семантические свойства информации отражают ситуационный аспект существования системы (осмысленность, оформленность ее бытия), то прагматические...
-
ОСОБЫЕ СВОЙСТВА ЭЛЕМЕНТА И ЕГО СОЕДИНЕНИЙ, ИХ ПРИМЕНЕНИЕ. - Галлий
Не стоит брать этот элемент в руки - тепла человеческого тела достаточно, чтобы этот серебристый мягкий (его можно резать ножом) металл превратился в...
-
Введение - Свойства и применение алюминия
Алюмимний -- элемент главной подгруппы третьей группы третьего периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, атомный номер 13....
-
Введение - Свойства и применение никеля
Нимкель -- элемент побочной подгруппы восьмой группы, четвертого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером...
-
Введение - Серебро: основные свойства и роль в мировой культуре
Серебром -- элемент побочной подгруппы первой группы, пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 47....
-
Введение - Синтез пара-нитродифенила. Теоретические основы нитрования
Нитрования - один из важнейших процессов в химической промышленности. Продукты, получаемые за счет нитрования, являются полуфабрикатами для производства...
-
Сенсация года. Некоторое время тому назад необычной популярностью в США пользовалась новинка ювелирного производства, получившая название "перстень...
-
Происхождение и применение полимеров
Полимеры - химические соединения с высокой мол. массой (от нескольких тысяч до многих миллионов), молекулы которых (макромолекулы) состоят из большого...
-
Если брать за основу качественный состав молекул, то все рассматриваемые вещества можно определить в три группы. - Органические - это те, в состав...
-
Вариации коэффициентов целевой функции ЗЛП приводят к изменению направления вектора градиента. Так как при этом не затрагивается допустимое множество, то...
Введение, Теоретическая часть - Механические свойства полимеров