Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy im. J. J. Śniadeckich w Bydgoszczy

Badanie własności mechanicznych tworzyw polimerowych.

Pozdrawia

D13angos

1.Cel badania twardości i sprężystości elastomerów:

Celem ćwiczenia jest zmierzenie za pomocą twardościomierza Shora klasy A twardości oraz sprężystości za pomocą metody Schoba, po czym zidentyfikowanie próbek i opisanie ich zastosowań.

2. Elastomery- podział i klasyfikacja:

Elastomery to polimery, które nawet po znacznych odkształceniach wracają do swej pierwotnej postaci lub bardzo do niej zbliżonej. Zdolność do odkształceń podczas rozciągania u elastomerów wynosi nawet do kilkuset procent. Inaczej mówiąc temperatura mięknienia elastomerów jest niższa od temperatury pokojowej czyli 298 K.

Elastomery dzieli się na :

- wulkanizujące. Proces wulkanizacji przebiegający najczęściej w podwyższonej temperaturze, polega na kowalencyjnym wiązaniu sąsiednich makrocząsteczek, w miejscach nienasyconych wiązań, za pomocą siarki, tlenu, selenu lub telluru.

- niewulkanizujące. Do tej grupy zaliczamy tworzywa z makrocząsteczkami liniowymi lub rozgałęzionymi, nie podlegające procesowi wulkanizacji. Najbardziej znanymi są polichlorek winylu zmiękczony (PCWzm) zwany popularnie igelitem (wykładziny podłogowe, rury, kable, uszczelki, tkaniny) oraz kopolimer etylenu i propylenu (wstęgi transporterów, rury gazowe, wysokonapięciowe kable, uszczelki).

Przykłady elastomerów:

1. kauczuki syntetyczne (różnego rodzaju gumy)

2. silikony

3. neopren (z którego wykonuje się stroje dla nurków i uprawiających sporty wodne)

4. niektóre odmiany polichlorku winylu

3. Inne metody badania elastomerów.

a) metoda Brinella.

Twardość w tej metodzie jest definiowana jak przy badaniu twardości metali. Badanie polega na wciskaniu w tworzywo stalowej kulki. Po upływie pewnego czasu ustala się stan równowagi, w którym wzrastająca powierzchnia odcisku równoważy działanie wywierane przez wgłębiającą się kulkę.

b) metoda Vickersa.

Metodą tą przeprowadza się pomiary makro- i mikrotwardości. Wgłębnikiem w tej metodzie jest ostrosłup o kwadratowej podstawie i kącie dwu-ściennym 136°.

c) metoda Rockwella.

W metodzie tej wciska się stalową kulkę w powierzchnię tworzywa, przy czym stosuje się obciążenie wstępne 98,07 N, zwiększane stopniowo do obciążenia właściwego. Następnie zmniejsza się obciążenie do obciążenia wstępnego i odczytuje wartość twardości jako pozostające po obciążeniu odkształcenie trwałe.

d) metoda Schoppera.

Metoda ta jest odmianą metody Brinella i służy do pomiaru twardości tworzyw gumopochodnych. Pomiar przeprowadza się kulką o średnicy 1 cm i obciążeniu 1kG, mierząc głębokość odcisku, nie usuwając obciążenia.

4. Pomiary twardości i sprężystości

Materiał badany	Twardość	Średnia wartość	Odchylenie standardowe
NBR/DUO Nitryl- kauczuk	82	81,34	1,73
				79
				83
	NBR Nitryl-kauczuk			70	70,34	0,57
				71
				70
	NR Kauczuk naturalny			66	65,34	0,57
				65
				65

Materiał badany	Grubość próbki	Sprężystość	Średnia sprężystość w badanym punkcie próbki	Średnia sprężystość próbki	Odchylenie standardowe od średniej
1	6,8	18	16,74	16,43	+/- 0,54
						17	15,81
						18	16,74
		2	6,1			36	35,67	36,33	+/- 0,70
						36	35,67
						37	36,66
		NR Kauczuk naturalny	5			16	17,6	16	0
						16	17,6
						16	17,6

5. Zastosowanie zidentyfikowanych materiałów :

1. w przemyśle motoryzacyjnym

2. do produkcji opon, dętek

3. w produkcji taśm transportowych, węży gumowych itp.

4. jako składnik różnego rodzaju wypełniaczy, uszczelniaczy i klejów

5. skrzynki akumulatorów samochodowych

6. wyroby maczane np. rękawiczki, baloniki, czepki

6. Wnioski:

Z przeprowadzonych badań wynika, że zidentyfikowane elastomery czyli kauczuki świetnie nadają się do produkcji elementów w przemyśle motoryzacyjnym. Jest to możliwe między innymi przez to, że są odporne na:kwasy i ługi o niewielkim stężeniu, wodę i alkohole o niezbyt wysokiej temperaturze, płyny hamulcowe na bazie glikoli do temperatury 70C.

---