Влияние жидких астнвных сред На механические и теплофизические характеристики пенополиуретана
Пенополиуретан в процессе эксплуатации может подвергаться воздействиям различных агрессивных сред. Как указано в работах [1,2,6,24] пенополиуретан в свободном состоянии (без нагрузки) стоек к большинству исследованных химически и физически активных жидкостей. Ниже исследовано поведение пенополиуретана Изолан 210-1 при одновременном действии нагрузки и агрессивной среды в режиме кратковременного (с заданной скоростью) нагружения.
Механические испытания проводили при центральном поперечном изгибе и сжатии на установках, показанных на рисунках 2.4 и 2.6а. Конструкция и размеры образцов описаны в пункте 2.1.3, порядок проведения испытаний и методика обработки экспериментальных данных в пунктах 2.2.1 и 2.2.2.
Перед испытанием образцы погружали в активные жидкости и выдерживали в них в течение 21-х суток. Жидкости (таблица 4.1) выбирали по результатам испытаний, обобщенным в [2, 6, 7]. В процессе выдержки через определенное время (2,4,7 и 21 суток) фиксировали изменение массы образцов (величину набухания). Величины набухания в зависимости от степени выдержки приведены в таблице 4.1. Из таблицы видно, что более всего пенополиуретан набухает в концентрированной серной кислоте, менее всего в керосине.
Результаты кратковременных испытаний при центральном поперечном изгибе (таблица 4.1) показали, что величина разрушающего напряжения зависит от действия исследованных активных сред. Самыми неблагоприятными оказались концентрированная серная кислота и метилметакрилат. Выдержка в них в течение четырех суток привела к снижению прочности пенополиуретана более чем на 75 %. При сжатии измеряли величину деформации при постоянном напряжении после истечения заданного времени (таблица 4.1). Как видно из таблицы наибольших значений относительная деформация сжатия пенополиуретана также, достигает после выдержки в концентрированной серной кислоте и метилметакрилате.
|
Таблица 4.1- Влияние жидких сред на набухание и механические Характеристики пенополиуретана Изолан 210-1 ____________________________________________________________
* - разрушающее напряжение при изгибе; ** - относительная деформация при сжатии (с = 0,036 МПа; т = 600 с) |
Поведение пенополиуретана при воздействии жидких агрессивных сред в режиме длительного нагружения (при постоянном напряжении) исследовано с позиций кинетической концепции прочности. Механические испытания проводили при центральном сжатии. Размеры образцов, установки и порядок проведения испытаний описаны в пунктах 2.1.3 и 2.2.2. Процесс деформирования при постоянной температуре описывается уравнением (2.5).
Экспериментальные данные обрабатывали в координатах lgr - а. Как видно, из рисунка 4.1 зависимости времени до достижения заданной деформации имеют вид прямой. Коэффициенты, входящие в уравнение (2.5) определяли графоаналитическим способом по методике, описанной в пункте 2.4.1. Величины всех коэффициентов до и после воздействия жидких агрессивных сред приведены в таблице 4.2.
|
Таблица 4.2 - Значения констант уравнения (2.5) определенные из зависимостей рисунка 4.1.
|
О 0,1 ОД 0,3 0,4 о, МПа
Рисунок 4.1 - Зависимость времени до достижения деформации 10 % при центральном сжатии для пенополиуретана Изолан 210-1 от напряжения при постоянной температуре Т = 293 К после выдержки в:
1 - концентрированной серная кислоте в течение четырех суток;
2 - концентрированной ортофосфорной кислоте в течение 21-ого дня;
3 - машинном масле в течение 21-ого дня;
4 - без воздействия агрессивной среды.
Используя значения коэффициентов (таблица 4.1) полученных в ходе описанных выше испытаний, можно прогнозировать долговечность пенополиуретана Изолан 210-1 до и после воздействия указанных жидких агрессивных сред.
