Труды КНЦ (Технические науки вып. 1/2024(15))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2024. Т. 15, № 1. С. 98-104. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2024. Vol. 15, No. 1. P. 98-104. Из рис. 3 видно, что зависимости являются типичными для термопластичных полимеров: с увеличением температуры модуль упругости и прочность как при растяжении, так и изгибе уменьшаются. Для ABS, PETG и PP выявлено постепенное ухудшение механических характеристик без резких скачков, для PLA установлено существенное снижение свойств выше 40 °С. Для более полного представления о влиянии изменения внешней температуры в интервале от 25 до 60 °С на рис. 3а приведены данные по тепловому изменению не в абсолютных величинах механических свойств, а значения прочностных и упругих характеристик при той или иной температуре Т, отнесённых к их величине, определённой при стандартной Т, равной 25 °C. 1,2 1 0,8 0.6 0,4 0.2 0 ' ■ X Ч ч. ’" '~ • ч ч ч > ч ч ч Ч 30 35 Т, °с Р Р ---PLA —»-PETG ABS б Рис. 3. Зависимость относительных предела прочности и модуля упругости от температуры при растяжении (а) и изгибе (б) На основе результатов, приведённых на рис. 3, видно, что среди всех исследованных материалов максимальной устойчивостью к воздействию повышенных температур (в плане изменения механических свойств) обладает ABS-пластик. Значительнее всего с ростом температуры снижаются механические характеристики у PLA и PP, причём если у PLA существенное снижение свойств происходит при 50 °С, то у PP значимое изменение модуля упругости происходит уже при 40 °С, то есть даже небольшой нагрев этого полимера приводит к снижению его способности сопротивляться внешним нагрузкам. Суть исследования вязкоупругих характеристик при повышенных температурах заключается в приложении к образцу постоянной нагрузки и фиксировании его деформаций в течение длительного времени при постоянной температуре [7]. Температура испытаний для образцов из ABS и PP составляла 25, 40 и 60 °С, для PETG и PLA — 25, 40 и 50 °С, нагрузка — 30 % от разрушающей при соответствующей температуре. Однако в связи со значительным удлинением образцов из PETG и PLA даже при 10 % от разрушающей нагрузки при 60 и 55 °С принято решение снизить температуру экспериментов на 10 и 5 °С соответственно. В результате испытаний получали кривые ползучести при растяжении для исследуемых материалов — зависимость деформации от времени (рис. 4). а © Василевич В. Г., Карпович О. И., Величко Г. А., 2024 101