Условия хранения полимерного сырья и эксплуатации готовых изделий нередко сопряжены с воздействием минусовых температур, отрицательно влияющих на потребительские качества. Возрастает хрупкость и жесткость, резко сокращается эластичность, падает механическая прочность. Для прогнозирования срока службы пластиков необходимы комплексные исследования процессов их старения под воздействием климатических факторов.
Результаты испытаний нужны разработчикам для выбора оптимальной технологии стабилизации полимеров на стадии синтеза или изготовления пластмассовой продукции. Производственникам исследования необходимы для прогнозирования поведения материалов и срока службы изделий, для подбора мероприятий, снижающих влияние охлаждения на структуру и прочностные свойства.
Специфика испытаний полимеров при отрицательных температурах
Охлаждение окружающей атмосферы или среды, содержащей полимерные изделия, ниже температуры стеклования запускает механизм перехода материалов из высокоэластической фазы в твердое состояние. Структура становится стеклообразной или смешанной, в которой кристаллические участки чередуются с аморфными прослойками. При охлаждении ниже температуры хрупкости в полимере возникают трещины, что может привести к мгновенному разрушению изделия.
Для получения информации о процессах деструктуризации полимеров, возникновении внутренних напряжений, приводящих к растрескиванию и разрушению, проводятся испытания с имитацией воздействия минусовых температур. Низкотемпературный фон формирует лабораторное оборудование, способное поддерживать необходимые для исследований климатические показатели на протяжении регламентированного периода времени. Выполненные из пластмасс изделия, детали, узлы испытывают без создания дополнительных внутренних напряжений. Резиновые детали исследуют при радиальном сжатии на 25 % и при осевом сжатии на 45 %.
Правила исследований полимеров при минусовых температурах:
- Температурный уровень. Без привязки к климатическому региону, в котором предстоит эксплуатация изделий и деталей из полимеров, тесты проводят при -60º C, что идентично 213º К.
- Продолжительность. Для изучения процесса старения полимеров под влиянием отрицательных температур искусственно создают условия, имитирующие 1 год естественного воздействия. Подготовленные к тестам образцы в охлажденном состоянии выдерживают 6 ч. Отсчет указанного периода начинают с момента достижения регламентированной температуры.
- Специфика охлаждения. Процедуру охлаждения образцов до регламентированного уровня -60º C производят ступенчато. Сначала охлаждают до -20º C (253º К) так, чтобы при измерении указанная температура была отмечена по всему объему испытуемого экземпляра, затем выдерживают при достигнутой степени охлаждения. Завершив испытания, нагрев также осуществляют постепенно с выдержкой при +20º C (293º К). Допускается погрешность в 1º C.
Для исследования процессов старения полимерных изделий под влиянием низкотемпературной среды с заданными параметрами образцы охлаждают до абсолютного климатического минимума определенного климатического региона. Значения отображены в нормативном документе «Строительная климатология». Показатели получены на основании многолетних наблюдений.
По согласованию с заказчиком результаты исследований поведения полимерной продукции при низкотемпературном воздействии указывают в технической документации, сопровождающей изделие, узел или материал.
Технические средства для исследования поведения полимеров при охлаждении
Для получения информации об изменении структуры и эксплуатационных характеристик полимерных изделий при охлаждении потребуются:
Профессиональные менеджеры из компании «ГОСТ» обеспечат полное сопровождение с обстоятельной консультацией: от подбора оборудования до оформления заявки.