Пластмассы представляют собой группу материалов, состоящих из полимеров и обладающих пластичностью.
Широкое применение в производстве и быту нашли три основных вида пластмасс:
- Общетехнического назначения. Из нее производят ручки зубных щеток, полиэтиленовые пакеты, посуду и т. п.;
- Инженерные – для производства корпусов бытовых приборов (стиральных машин, холодильников, телевизоров), запчастей для автомобилей;
- Конструкционные – применяются в авиации, космонавтике, медицине.
Свойства и применение пластмасс
Как материал, пластмассы обладают рядом уникальных свойств, которые определили сферу их применения.
В первую очередь из характеристик следует отметить конструкционные. Из пластмасс легко изготовляются различные по сложности конструкции методами литья, формовки, литья под давлением, механической обработки.
В сравнении с другими материалами пластмассы отличаются экономичностью в следствии малых энергетических затрат при производстве.
Важными характеристиками при изготовлении продукции являются высокая эластичность, малый вес и отсутствие в необходимости покраски изделий.
Из физико-механических свойств инженеры-конструкторы оценили низкую теплопроводность, диэлектрические свойства, высокий коэффициент шумоизоляции и противостояние коррозии, способность выдерживать значительные механические нагрузки.
Кроме того, пластмассы устойчивы к агрессивным химическим средам и перепадам температуры.
Органическое сочетание свойств пластмассы обеспечили ей достойное применение в различных отраслях народного хозяйства. Например, невозможно представить без пластмассовых элементов и деталей любой вид транспорта (наземного, морского, воздушного).
Отдельную нишу пластмассы заняли в машиностроении. Из них изготовляются подшипники, шестерни, втулки, детали фрикционных устройств, различные емкости.
В строительстве широко используются пластмассовые трубы, кровельные материалы, панели, окна и даже несущие конструкции.
Изделия из пластмасс можно встретить в электронике (корпуса приборов, платы, изоляционные элементы), в медицине (лабораторное оборудование, приборы, заменители человеческих органов, например, зубные протезы), в сельском хозяйстве (теплицы, парники, укрывочный материал).
Пластмассы в быту – это отдельная тема для разговора. Посуда, кухонные принадлежности, одежда, мобильные телефоны, компьютеры и многие другие аксессуары – везде применяется пластмасса.
Пластмассы подвергаются проверке их качества. Одним из видов является испытание на статический изгиб.
ГОСТ 4648-2014 (ISO 178:2010)
Стандарт регламентирует метод определения свойств пластмасс при статическом изгибе. Суть метода заключается в приложении нагрузки с постоянной скоростью на лежащий на опорах образец до его разрушения или достижения заданного прогиба.
Образцы для испытаний ГОСТ рекомендует изготовлять в соответствии с требованиями НТД на материал. При их отсутствии должны выдерживаться следующие размеры образцов:
- Длина (l) – 80 ± 2 мм;
- Ширина (b) – 10 ± 0,2 мм;
- Толщина (h) – 4 ± 0,2 мм.
В случае невозможности изготовления образцов с такими размерами соотношения ширины и толщины образцов подбираются по таблице (см. табл. 1).
Таблица 1
Образцы изготавливаются методом литья, экструзии, прессования или методом механической обработки. Перед испытаниями образцы выдерживаются при температуре 23 °С и относительной влажности 50 %. Количество образцов не менее пяти.
Испытательное оборудование:
- Испытательная машина МИМ – для создания нагрузки на образец с заданной скоростью (см. табл. 2);
- Микрометр – для точного измерения толщины образца. Подбирается по ГОСТ 6507-90;
- Штангенциркуль – для измерения длины и ширины образца.
Таблица 2
Процесс испытани. Подготовленный образец укладывается на опоры, к нему подводится нагружающий наконечник (см. рис. 1). Расстояние между опорами определяется по формуле L = (16 ± 1)/hср, где hср – средняя толщина испытываемых образцов.
Рисунок 1
где: 1 – образец; F – нагрузка; R1 – радиус нагружающего наконечника; R2 – радиус опор; h – толщина образца; l – длина образца; L – расстояние между опорами.
Включением машины создается нагрузка на образец. КИП машины фиксируют значение приложенной нагрузки и скорость движения подвижной траверсы. Испытания продолжаются до разрушения образца или достижения заданной величины изгиба.
Метод позволяет определить изгибающее напряжение, модуль упругости, относительную деформацию и величину прогиба.
Полученные при испытаниях значения перечисленных характеристик обрабатываются математическим путем для получения окончательных результатов.
После завершения испытаний и обработки результатов составляется протокол испытаний, в котором отражаются:
- Ссылка на настоящий стандарт;
- Информация, необходимая для идентификации испытываемого материала;
- Метод изготовления образцов с указанием их размеров;
- Класс точности испытательной машины;
- Индивидуальные результаты испытаний;
- Среднее значение индивидуальных результатов;
- Дата проведения испытаний.