Определение пласто-эластических свойств на пластометре ПСМ – 2
(ГОСТ 415-75)
Цели и задачи работы:
1) изучить методику проведений испытаний на пластометре и приобрести навыки в проведении данных испытаний;
2) определить показатели пластичности, мягкости, восстанавливаемости, эластичного восстановления, относительного эластического восстановления для заданных образцов из полимерных материалов;
3) определить среднеарифметическое значение каждого показателя.
Сущность метода испытания
Сущность метода испытания сводится к сжатию цилиндрического образца на пластометре с помощью груза (масса 5 кг) при температуре 700С и измерению трех размеров образца:
1) первоначальной высоты h0, мм;
2) высота под действием груза h1, мм;
3) высота после снятия груза и некоторой выдержки образца при комнатной температуре h2, мм.
Пластоэластических свойства полимерных материалов характеризуются пластичностью, мягкостью, восстанавливаемостью, эластическим восстановлением и относительным эластическим восстановлением.
Пластичность Р (от 0 до 1) – отношение пластической деформации к средней высоте образца под грузом.
Мягкость S – отношение общей деформации к средней высоте образца под грузом.
Восстанавливаемость R – отношение пластической деформации к общей деформации сжатия.
Эластическое восстановление R', мм, - разность высот образца после восстановления и под действием постоянной нагрузки.
Относительное эластическое восстановление R" – отношение эластического восстановления к общей деформации сжатии образца.
Оборудование и материалы:
- машина для вырезки образцов.
- пластометр ПСМ
- термостат
- толщинометр
- песочные часы
- пинцет
- перчатки
- пластикат для испытания
Образцы для испытания
Образцы для испытания вырезаются на вырезной машине ВН-542. Они имеют форму цилиндров диаметром (16±0,5)мм и высотой (10±0,5)мм. Образцы не должны иметь пор, видимых невооруженным глазом.
Эскиз образцов
Оборудование для испытания
Для изготовления образцов используют вырезную машину ВН-5402
Полученные образцы подвергают испытанию на сжимающем пластометре ПСМ-2
Этот прибор обеспечивает:
1) сжатия образца между плоскопараллельными горизонтальными плитами, размер которых значительно превосходит размеры образца;
2) постоянство величины сжимающего груза, кгс (500±0,01);
3) измерение и регулирование температуры, 0С (70±1).
Высоту образца замеряют толщиномером с ценой деления 0,01 мм и пределами измерения 0 – 10 мм.
Порядок выполнения работы.
1) включить пластометр для прогрева. После прогрева до 700С (через 1 – 1,5 часа) можно проводить испытания;
2) вырезать образцы из пластины каучука или резиновой смеси;
3) замерить первоначальную высоту образца h0 с погрешностью не более 0,01 мм при температуре (23±2) 0С ручным толщиномером;
4) проложить испытуемые образцы с торцов калькой, целлофаном или другими материалами, исключающими прилипание образцов к плитам прибора;
5) прогреть образцы в термостате в течение трёх минут;
6) установить индикатор часового типа 2 (см. рис ) на ноль;
7) поместить прогретый образец в центр нижней плиты пластометра и произвести сжатие образца между плитами под действием груза (5,00±0,01) кгс;
8) по истечению трёх минут действия груза на образец замерить высоту h1 образца по индикатору;
9) освободить образец от действия груза, поместить на ровную поверхность и дать ему «отдыхать» при температуре (23±2) 0С в течение трёх минут;
10) после «отдыха» образца замерить высоту h2 ручным толщиномером.
Расчётные формулы
Пластичность:
P = ,
где h0 –первоначальнаявысота образца;
h1 – высота образца под действием груза (5,00±0,01) кгс, мм;
h2 – высота образца после снятия груза и «отдыха» при температуре (23±2) 0С в течение трёх минут, мм.
Мягкость:
S = .
Восстанавливаемость:
R = .
Эластическое восстановление:
R' = h0 – h1.
Относительное эластическое восстановление:
R" = .
Результаты испытания
Таблица
Образцы | h0, мм | h1, мм | h2, мм | S | P | R | R' | R" | Примечание |
9,89 | 1,4 | 1,42 | 0,61 | 0,75 | 0,99 | 8,43 | 0,002 | ||
10,2 | 1,49 | 1,47 | 0,74 | 0,74 | 8,71 | 0,0022 | |||
10,2 | 1,55 | 1,58 | 0,73 | 0,73 | 0,99 | 8,65 | 0,0025 | ||
среднее | 10,1 | 1,48 | 1,49 | 0,693 | 0,75 | 0,99 | 8,6 | 0,0022 |
Вывод:
Лабораторная работа № 7
Определение упруго – прочностных свойств при растяжении (ГОСТ 270 – 75)
Цели и задачи работы:
1) определить условное и истинное напряжение, условную и истинную прочность, относительное и остаточное удлинение;
2) дать характеристику упруго – прочностных свойств образцов резины.
Оборудование и материалы:
- машина РМИ - 250
- штамп
- толщиномер
- секундомер
- нож штанцевый
Образцы для испытания:
Образцы для испытания должны иметь форму двухсторонней лопатки. Образцы вырубаются из вулканизованных пластин толщиной (2±0,2) мм при помощи ножей. Вырубные ножи не должны иметь повреждений на режущей поверхности кромок. На образце (на узкой его части) отмечают рабочий участок двумя параллельными штрихами. Штрихи-метки наносят на образец при помощи краски и штампа.
Оборудование для испытания:
Испытание образцов резины проводят на машине типа РМИ-250, устройство которой показано на рис.
Разрывная машина РМИ-250
Проведения работы:
1) измерить толщину образцов с точностью до 0,01 мм с помощью настольного микрометра.
2) закрепить образец в зажимах строго по установочным меткам так, чтобы ось образца совпала с направлением растяжения;
3) установить показатель удлинения на уровне меток рабочего участка образца.
4) включить электродвигатель машины и растягивать образец до разрыва. В момент разрыва образца зафиксировать:
- расстояние между метками (по указателям) по линейке с точностью до 10% от первоначальной длины рабочего участка;
- нагрузка (по шкале нагрузок)
5) освободить из зажимов части разорванного образца, поместить их на ровную поверхность стола и через 1 минуту после разрыва измерить расстояние между метками, ограничивающими рабочий участок двух сложенных по месту разрыва частей образца. Измерения проводят с точностью до 1 мм.
Расчётные формулы:
Условная прочность образцов лопаток fp, МПа (кгс/см2)
fp = ,
где: Pp – сила, вызывающая разрыв образца, МН (кгс);
h – среднее значение первоначальной толщины образца, м (см);
b – первоначальная ширина рабочего участка образца, м (см).
Относительное удлинение εp, %
εp = ,
где: lр – длина рабочего участка в момент разрыва, мм
l0 – первоначальная длина рабочего участка, мм
Условное напряжение при заданном удлинении f, МПа (кгс/см2):
fε= ,
где: Pε – сила при заданном удлинении, МН (кгс);
h – среднее значение первоначальной толщины образца, м (см);
b – первоначальная ширина образца, м (см).
Остаточное удлинение Ө, %
Ө = ,
где: l0 – первоначальная длина рабочего участка образца, мм
l2 –длина рабочего участка образца после «отдыха» по двум сложенным половинкам разорванного образца, мм
Истинное напряжение при заданном удлинении Qε, МПа
Qε = ,
где: fε – условное напряжение при заданном удлинении, МПа;
εε – заданное удлинение, %
Истинная прочность Qp, МПа:
Qp = ,
где: fр – условная прочность, МПа;
εp – относительное удлинение.
Результаты испытания
Таблица
Шифр резины | Режим вулканизации | Мощность разрывной машины | Ширина рабочего участка, см |
0,65 |
Таблица
Толщина образца h, см | Площадь поперечного сечения, см2 | Разрывная сила Pp, кгс | Условная прочность fр, МПа | Относи-тельное удли-нение εp, % | Сила, вызываю-щая задон-ное удлине-ние Pε, кгс | Услов-ное напря-жениеfε, МПа | Длин-на рабо-чего участ-ка после разры-ва l2, см | Оста-точное удли-нение Ө, % |
0,270 | 0,1755 | 12,5 | 7,122 | 4,5 | 2,64 | |||
0,269 | 0,1748 | 12,4 | 7,09 | 2,35 | ||||
0,253 | 0,1644 | 12,3 | 7,48 | 3,8 | 2,37 | 2,9 | ||
0,227 | 0,1475 | 11,4 | 7,72 | 3,8 | 2,71 | 3,1 | ||
0,243 | 0,1579 | 11,9 | 7,53 | 2,66 | 3,2 | |||
0,252 | 9,92 | 7,38 | 4,02 | 3,04 | 23,2 |
Вывод:
Резина шифра П-1 имеет невысокие прочностные свойства
Лабораторная работа №8