Деформационные свойства

Деформация полимеров – способность полимерных материалов изменять свою форму и размеры под действием внешних сил, проявляя при этом специфические для них закономерности сопротивления деформации, обусловленные цепным строением макромолекул. Показатели деформации являются характеристиками материала.

Оценка деформационно-прочностных свойств полимеров производится обычно по итогам измерений при однократном нагружении и представляется с помощью диаграмм зависимости «деформация – напряжение». Такой способ довольно прост, а получаемые результаты достаточны для инженерной деятельности. Однако такие диаграммы только приближёно предсказывают поведение материала в изделии, так как вязко-упругость полимеров обусловливает высокую чувствительность механических свойств к самым разным факторам.

Основные сведения о деформационных свойствах полимеров получают при испытаниях на растяжение, сжатие, изгиб. Схемы нагружения образцов при этом приведены на рис. 3. Все условия испытаний стандартизованы.

В результате испытаний получают графические зависимости деформации от нагрузки, которые можно затем перевести в координаты «напряжение-деформация». Такие диаграммы позволяют получить не только представления о прочности материала и отдельных её характеристиках, но и величине работы разрушения, которая может быть оценена по площади под кривыми. Наиболее распространёнными являются испытания на растяжение.

Зависимости «нагрузка – деформация» при различных видах нагружения (растяжение, сжатие, изгиб) имеют много общего. На рис. 4 приведены вне масштаба некоторые из таких зависимостей для разных полимеров. Характер кривых 1 – 3 типичен для всех видов деформации; кривой 4 – лишь для растяжения некоторых материалов. Кривая 5 характерна для эластомеров.

Вид кривых, отклонения их характера от линейного, указывает на структурные изменения материала, происходящие под влиянием силового воздействия, а точки перегибов – на границы таких изменений. Каждая из точек диаграмм характеризуется двумя координатами – значениями нагрузки (или, после пересчёта, напряжения) и деформации, которые обычно являются самостоятельными характеристиками свойств пластмасс.

На всех кривых прослеживается прямолинейный участок «оа». Это участок соответствует упругой деформации материала, проявлению в данном диапазоне напряжений свойства упругости.