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 f_p, МПа (кгс/см²)

 

f_p = ,

где: P_p – сила, вызывающая разрыв образца, МН (кгс);

h – среднее значение первоначальной толщины образца, м (см);

b – первоначальная ширина рабочего участка образца, м (см).

 

Относительное удлинение ε _p, %

 

ε_p = ,

где: l_р – длина рабочего участка в момент разрыва, мм

l₀ – первоначальная длина рабочего участка, мм

 

Условное напряжение при заданном удлинении f, МПа (кгс/см²):

 

f ε = ,

где: P_ε – 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: f_ε – условное напряжение при заданном удлинении, МПа;

ε_ε – заданное удлинение, %

 

Истинная прочность Q_p, МПа:

 

Q_p = ,

где: f_р – условная прочность, МПа;

ε_p – 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