Методические указания по подготовке к занятию, его выполнению и оформлению результатов.

Целью занятия является изучение основных свойств и методов испытания пластмасс.

Содержанием занятия является испытание пластмасс на растяжение, сжатие и ударный изгиб, определение оптических свойств и теплостойкости по Мартенсу, изучение микроструктуры углепластика.

К лабораторному занятию студенты должны изучить классификацию, состав, основные свойства и применение пластмасс и композиционных материалов, и методы их испытания; в журнале для лабораторных и практических занятий дать характеристику изучаемым материалам и их свойствам, а также ответить на следующие вопросы и выполнить задания.

1. Каковы принципы классификации пластмасс и композиционных материалов?

2. Какие важнейшие смолы и наполнители применяются для изготовления пластмасс и композиционных материалов?

Перечислите преимущества и недостатки пластмасс и композиционных
материалов.

                                                                                           9

 

3. Дайте сравнительную характеристику строения углепластиков, боропластиков, стеклопластиков и традиционных авиационных сталей и сплавов.

4. Сравните удельную прочность конструкционных пластмасс и композиционных материалов с удельной прочностью сталей и сплавов (алюминиевых, титановых).

5. Какова ударная вязкость пластмасс? Сравните ее с ударной вязкостью сталей.

6. Сравните прочность при растяжении и сжатии пластмасс и композиционных материалов с прочностью металлических материалов.

Испытанию на растяжение подвергают образцы из текстолита и стеклотекстолита, на сжатие - из гетинакса, текстолита и однонаправленного стеклопластика. Образцы из гетинакса и текстолита сжимаются в плоскости слоев наполнителя, а стеклопластики - вдоль волокон.

Испытания проводятся на универсальных машинах.

Испытанию на ударный изгиб подвергают образцы из текстолита и гетинакса в плоскости слоев на копре с запасом работы 14 Дж.

Перед проведением испытаний образцы следует измерить, результаты занести в таблицу протокола и, определив разрушающую нагрузку, вычислить характеристики прочности.

Теплостойкость по Мартенсу определяют у двух марок органического стекла и одной марки текстолита. Образцы, имеющие размеры 10x15x120 мм, помещают в термостат и контролируют изменение температуры и деформации в течение всего занятия.

Для определения оптических свойств органического стекла испытывают три образца одной марки. Первый образец испытывается в состоянии поставки, второй - после облучения кварцевой лампой в течение 50 ч, третий - после облучения в течение 250 ч. Изменение интенсивности света определяется микрофотометром. Основными его элементами являются источник света, гальванометр и фотоэлемент.

Перед проведением испытаний органического стекла, сначала по отклонению стрелки гальванометра определяют интенсивность луча источника света, а затем между источником света и фотоэлементом помещают
10

 испытываемые образцы и снимают показания гальванометра – b₁, b₂ , b₃. Тогда светопрозрачность образцов в процентах определяется выражениями:

 

.

Светостойкость второго и третьего образцов определяется значениями светопрозрачности до и после облучения, то есть разностями:

 -    и  - .

Изучение структуры углепластика производится на микрошлифе образца из материала марки КМУ-ly (рис. .2).

Рис. .2. Микроструктура углепластика КМУ-ly: продольные и поперечные слои ленты из углеродных нитей (светлые), связанные эпоксидной смолой (темные) (х 300)

В конце занятия слушатели (курсанты) записывают выводы по всем выполненным экспериментам, уделяя главное внимание механическим и физическим свойствам пластмасс, сравнению их с металлами и техническими условиями на данные марки пластмасс.

Отличительной особенностью пластмасс при механических испытаниях является большой разброс экспериментальных данных и их относительно большое расхождение с техническими условиями. При сжатии пластмасс происходит характерное расслаивание материала или местный сдвиг слоев. При ударе пластмассы имеют характерный зубчатый излом и частичное расслаивание. Это вызвано неоднородностью структуры пластмасс и свойств составляющих компонентов, особенностями технологии получения и обработки.