Для производства деталей выбирают полимеры с необходимыми для эффективной эксплуатации конкретными свойствами и характеристиками. В зависимости от присутствия факторов, оказывающих неблагоприятное воздействие, а также особенностей назначения и условий среды содержания, для будущих комплектующих выбирают пластик с приоритетным набором свойств – физических, механических, химических, специальных. В этой статье рассмотрим определения механических свойств – твердости, прочности, ударной вязкости, некоторые твердые, прочные и ударопрочные полимеры.
Твердость, прочность, ударопрочность – все это механические свойства (уже – деформативные), которые выражаются в сопротивлении материала напряжению без разрушения структуры. Помимо этих свойств, к деформативным относят истираемость, сопротивление износу. Оказываемое в рамках испытаний и в условиях эксплуатации напряжение может быть силовым, усадочным, температурным, внутренним.
Твердость – способность материала сопротивляться деформации при введении внутрь него более твердого тела. Основной метод ее определения – метод Бринелля, относящийся к методам вдавливания (в испытуемый материал вдавливается стальной шарик под силовым действием 3000 кгс). Технически, твердость пластика определяет другие деформативные характеристики. Чем она выше, тем выше показатели истираемости, износостойкости.
Прочность – сопротивление материала к разрушению от действия внешних напряжений и нагрузок.
Ударная вязкость – поглощение механической энергии при деформации. Зачастую термин выступает синонимом ударопрочности, но вязкость – это сочетание ударопрочности, то есть скорости разрушения, и пластичности, то есть легкости деформации.
Например, ниже приведены свойства некоторых полимеров, где твердость измерялась по методу Бринелля, ударная вязкость без надреза и с надрезом, предел прочности при растяжении, сжатии, изгибе по порядку.
твердость по Бринеллю – 250-350 МПА;
сопротивляемость износу – высокая;
ударная вязкость без надреза 14,5-36 / с надрезом 24-38 кДж/м2,
предел прочности – р 34-100 / с 120-250 / и 145-150 МПа.
Полиметилметакрилат (органическое стекло, акрил) —
твердость по Бринеллю – 120-180 МПа;
сопротивляемость износу – хорошая;
ударная вязкость без надреза 2-18 / с надрезом 18 кДж/м2,
предел прочности – р 40-70 / с 70 / и 100-140 МПа.
Поликарбонат —
твердость по Бринеллю поликарбонатов – 80-160 МПа;
сопротивляемость износу – удовлетворительная или хорошая;
ударная вязкость без надреза 20-140 / с надрезом 3-35 кДж/м2,
предел прочности – р 45-90 / с 90-95 / и 70-110МПа.
Полиформальдегид (полиоксиметилен, полиацеталь, POM) —
твердость по Бринеллю – 110-140 МПа;
сопротивляемость износу – отличная;
ударная вязкость без надреза 120 / с надрезом 5-6,6 кДж/м2,
предел прочности – р 55-120 / с 105-145 / и 100-125 МПа.
Капролон (полиамид-6, ПА6) —
твердость по Бринеллю – 100-120 МПа;
сопротивляемость износу – хорошая или отличная в зависимости от наполнителей в составе;
ударная вязкость без надреза 90-130 / с надрезом 5-10 кДж/м2,
предел прочности – р 50-75 / и 90-100 МПа.
