Деформация емкостей для воды

Существует взаимосвязь условных напряжений f и от­носительных удлинений е при растяжение емкостей для воды, после их наполнения / опустошения. После 10-20 циклов наполнения / опустошения емкостей форма кривых f — е практически не изменяется, т. е. они приобретают так называе­мую равновесную форму, которая будет сохраняться в течении всего срока эксплуатации полимерных емкостей. Из школьного курса физики ясно, что ависимость "напряжение - удлинение" во всех случаях выражается кривыми, имеющими точ­ку (область) перегиба.

Практические результаты утверждают, что любая емкость для воды независимо от геометрии и марки линейного полиэтилена, типа и содержания на­полнителей, пластификаторов и других компо­нентов системы ведут себя сходным образом.

Как известно, во всех выражениях, исполь­зуемых для описания деформационной зависи­мости материала, в том числе полимерного материала, отсчет удлинения производится от начального нулевого уровня, приписывае­мого испытываемым образцам. Между тем и в недеформированном эластомерном материале со­держатся ориентированные на разных структур­ных уровнях образования, что связано с разного рода воздействиями. Эти образования в общем случае беспорядочно распределены в макрообъеме ротационного линейного полиэтилена. Наличие в линейном ротационном полиэтилене ориентированных моле­кулярных цепей и отсутствие полного беспоряд­ка, несомненно, проявляется при деформации как некоторый пройденный ее этап.

При больших деформациях наблюдается на­правленный характер структуры материала из которого изготовлена емкость для воды и значительно большая глубина ориентационного процесса, позволяющая выявить общие особен­ности деформаций. Если начальная стадия де­формации может быть описана как процесс пе­рехода «неорганизованной» структуры в макроориентированную, то последующая стадия де­формации отражает поведение материала, находящегося в качественно ином состоянии, в виде совокупности одноосно ориентированных молекулярных цепей. Учет дискретного характера деформируемого материала приводит к необходимости раздельного рассмотрения обеих стадий процесса.

Деформационные кривые ротационных линейных полиэтиленов, для изготовления емкостей для воды, при варь­ировании состава композиции, типа наполнителя, форма начального участка де­формационных кривых сильно изменяется.

Что же касается конечных участков деформа­ционных кривых, то здесь проявляется тенден­ция к достижению предельного удлинения при неограниченном возрастании напряжения, ка­кой бы ни была степень заданной предельной деформации. Протяженность кривых, при растяжении такого изделия, как емкость для воды - различна, как и их положение относительно координатной системы. Предельные удлинения е_шах образцов зависят от заданного режима удлинения. Ве­личина е_тах всегда меньше деформаций, реали­зуемых при однократном разрыве, вследствие нарушения целостности образцов при повтор­ных растяжениях.

Метод повторных удлинений способствует пе­риодическому расслаблению образцов и образо­ванию в материале энергетически выгодной структуры. Обычно же используемый для достиже­ния равновесия режим релаксации при статиче­ских деформациях и значительных напряжени­ях в отличие от примененного в данном случае режима повторных деформаций затруд­няет структурные перестройки в материале.

Следует отметить, что одним из недостатков существующей практики исследований деформационных свойств емкостей для воды является представле­ние о необходимости особого подхода к изучению наполненных полиэтиленов с учетом усиливающего дей­ствия наполнителей (механизма усиления). По­пытки обобщения свойств всех композиций на основе линейных полиэтиленов, как наполненных, так и ненаполненных, предпринимались лишь в отдельных случаях.

Сопоставление участков деформационных кри­вых от точки перегиба указывает на одну из важнейших их особенностей: они могут быть совмещены друг с другом наложением при па­раллельном переносе связанной с ними координатной системы, сохраняющей направление своих осей. При этом получается обобщенная, или суммарная кривая, представляющая собой равностороннюю гиперболу, отдельными час­тями которой являются перенесенные кривые.

Сравнение растяжения емкостей для воды изготовленных из разных марок линейных полиэтиленов по деформационным кривым, совмещенным на общем графике, возможно при условии одинаковой величины предельного уд­линения, при которой достигалось неизменное соотношение f — е. Если это условие соблюдено, то, чем больше содержание наполнителя в смеси и чем более он активен, тем выше положение кри­вой на обобщенной кривой. Другие изменения рецептуры композиции при изготовление емкостей для воды также сказываются, хотя и в меньшей степени.

Обобщенные кривые можно получить, если подвергать емкость для воды по­вторным деформациям до достижения определен­ного не удлинения, а напряжения.

Экспериментальные данные указы­вают на возрастание напряжения у образцов температура которых соответствует температуре эксплуатации в теплых странах пропорционально повышению абсолют­ных температур, что наблюдается при равновес­ных деформациях.

Особый интерес представляет показатель е_доп, который определяют чисто экспериментальным путем по деформационному поведению изделия - емкость для воды из ротационного линейного полиэтилена. Само наличие е_доп не зависит ни от химической природы полиэтилена, ни от типа наполнителя, ни от каких-либо дру­гих особенностей композиций. Этот показатель проявляется у всех систем (емкость для воды), доведенных до равно­весного состояния путем повторных деформаций.