Свойства при кратковременных нагрузках
Необходимо различать механические свойства полиамидов при кратковременных и долговременных нагрузках. Исследования, касающиеся действия долговременных нагрузок, начали выполняться относительно недавно. При кратковременном воздействии нагрузки и малых напряжениях полиамиды ведут себя как упругие материалы с постоянным модулем упругости. При большой длительности нагружения и высоких напряжениях наблюдается ползучесть полиамидов. При больших напряжениях и постоянной скорости деформации, как и в экспериментах, основанных на применении кратковременных нагрузок, в полиамидах хорошо заметен выход на горизонтальный участок кривой напряжение — деформация и, следовательно, развитие вынужденной высокоэластической деформации («холодное течение») вплоть до разрушения. Иногда после достижения предела текучести может сразу же последовать разрыв образца без «холодного течения», подобно тому, как это происходит в высокомодульных армированных материалах. Таким образом, механическое поведение промышленных полиамидов зависит от длительности нагружения, т. е. является функцией времени. С увеличением температуры механический модуль и предел текучести уменьшаются при кратковременных воздействиях, а при больших длительностях нагружения возрастает ползучесть. Следовательно, механическое поведение полиамидов является также функцией температуры.
Большинство показателей механических свойств, приводимых в литературе, получены в результате измерений, выполненных в относительно короткий период времени при определенных температуре и скорости деформации. При таких испытаниях нагружение образца производится в режиме постоянной скорости деформации при растяжении, сжатии, сдвиге и изгибе образцов.
Свойства при растяжении
 Скорость деформации при растяжении полиамидов обычно изменяется от 1 до 500 мм/мин. Заметные различия в соотношении напряжения и деформации возникают при увеличении скорости растяжения, причем с повышением скорости модуль и предел текучести возрастают. Следовательно, скорость деформации обязательно должна указываться при описании результатов испытаний, и этот фактор необходимо учитывать при сопоставлении данных различных авторов. Большинство стандартных испытаний контроля качества полиамидов предусматривают использование ряда скоростей растяжения, в пределах которого и должны проводиться испытания.
Увеличение предела текучести при возрастании скорости растяжения приводит к удлинению участка пропорциональности между напряжением и деформацией и, как правило, к уменьшению разрывной деформации и нелинейной области упругих деформаций.
Очень высокие скорости деформации, которые возникают при ударных нагрузках, приводят к исчезновению области течения и хрупкому разрушению полиамидов. Изменение вида кривых напряжение — деформация при снижении температуры испытания имеет такой же характер, как и при возрастании скорости растяжения. При повышении температуры уменьшаются предел текучести и область пропорциональности между напряжением и деформацией. Температура испытания, так же как и скорость деформации, должна обязательно указываться, что необходимо для сравнения результатов, полученных различными авторами.
Свойства при сжатии
Чрезвычайно большое практическое значение имеет поведение полиамидов при сжатии. При низких деформациях величины модуля упругости полиамидов при сжатии и растяжении приблизительно равны. Для достижения одного и того же значения большой деформации требуемое напряжение сжатия превышает напряжение растяжения. Это указывает на то, что при сжатии предел текучести выше, чем при растяжении. Поскольку точное значение предела текучести при сжатии, как правило, оценить очень трудно, за критическое состояние материала принимают точку, отвечающую деформации 0,1 или 1%. На рис. 3.6 показаны типичные для ПА 66 кривые напряжение — деформация при растяжении и сжатии, полученные при малых временах нагружения . Так же как и при растяжении, увеличение скорости сжатия приводит к увеличению модуля и предела текучести, а возрастание температуры испытания уменьшает эти показатели. Таким образом, при сравнении результатов испытаний полиамидов при сжатии необходимо учитывать температуру и скорость деформации.
Свойства при изгибе
Модуль и прочность полиамидов при кратковременном изгибе наиболее удобно определять при использовании одного из стандартных методов, описанных в ASTMD790 и DIN 53452. Согласно последнему методу, в стандартных условиях определяют такие характеристики полиамидов, как модуль упругости и предел текучести. Испытания полиамидов на изгиб обладают тем преимуществом, что допускают точное определение модуля при низких деформациях. При изгибе, так же как при растяжении и сжатии, повышение температуры вызывает уменьшение модуля и предела текучести.
Разделы |
