I. Wstęp teoretyczny

Do podstawowych własności fizycznych, które są badane w polimerach zalicza się:

1. higroskopijność (chłonność wody) - procentowy przyrost ciężaru na skutek absorpcji wody w określonym czasie i warunkach ( jednostka mg,%),

gdzie:

P - współczynnik przenikalności wilgoci

h - współczynnik rozpuszczalności

D - współczynnik dyfuzji określający szybkość sorpcji i wilgotności

2. przenikalność dielektryczna - ilość energii elektrycznej nagromadzona w objętości tworzywa przy jednostkowym natężeniu pola elektrycznego,

gdzie:

ε - przenikalność dielektryczna

C_x - pojemność kondensatora pomiędzy okładzinami, którego znajduje się materiał

C_o - pojemność tego samego kondensatora po zastąpieniu materiału znajdującego się między okładzinami próżnią

3. wytrzymałość dielektryczna - najniższe natężenie pola elektrycznego, przy którym następuje przebicie elektryczne w ciągu określonego czasu,

gdzie:

E_d - wytrzymałość dielektryczna

U_d - wartość napięcia powodującego przebicie

a - odległość między elektrodami

4. twardość - to zdolność materiału do przeciwdziałania się odkształcaniu przy wzajemnym nacisku dwu ciał stykających się bardzo małymi częściami swych powierzchni. Metody pomiaru twardości są takie same, a wiec stosuje się metodę Brinella (pomiar odbywa się pod obciążeniem), metodę Vickersa (nie nadaje się dla miękkich materiałów) oraz metodę Rockwella.

II. Część praktyczna

1. Wyznaczanie twardości polimerów:

Próbka	hśr [mm]	hśr.o [mm]	P [N]	d [mm]	HK [MPa]	E	Rm [MPa]
Poliamid	0,31	0,2	135	5	28	1873	9,8
Polistyren	0,22	0,05	365	5	106	976	37

Wielkości obliczane

HK - twardość mierzona metodą Brinella

E - moduł sprężystości

R_m - wytrzymałość na rozciąganie

Obliczenia

2. Wyznaczanie wytrzymałości dielektrycznej polimerów:

Próbka	Ud pow. [kV]	Ud skrośnie [kV]	a pow. [mm]	a skrośnie [mm]	Ed pow. [kV/mm]	Ed skrośnie [kV/mm]
Żywica poliestrowa	max	max	20	4	_	_
Laminat 5% sadzy	9,8	9,2	27	1	0,36	9,2
Laminat 10% sadzy	0,08	0,08	35	1	0,0023	0,08
Laminat 15% sadzy	0,08	0,06	35	1	0,0023	0,06

Obliczenia

Wnioski:

Badania twardości przeprowadzone na dwóch próbkach polimerowych wykazały, że większą twardość posiada polistyren i dlatego ma on mniejszą wartość modułu sprężystości a tym samym większą wytrzymałość na rozciąganie. Natomiast poliamid charakteryzuje mniejsza twardość oraz mniejsza wytrzymałość na rozciąganie, ale w porównaniu z polistyrenem większy moduł sprężystości.

Wytrzymałość dielektryczna jest uzależniona od umieszczenia elektrod i jest większa w przypadku, gdy elektrody są rozdzielone badanym materiałem, niż ma to miejsce w przypadku umieszczenia elektrod na powierzchni materiału. Z badanych polimerów największą wytrzymałością dielektryczną charakteryzuje się żywica poliestrowa, ponieważ przy najwyższym dysponowanym napięciu nie nastąpiło przebicie. Laminat wraz ze wzrostem dodatku sadzy wykazuje coraz to mniejszą wytrzymałość dielektryczną.

2

---