Polimer anyagtudomány BMEGEPTMG20, 2+0+1v, 4 krp

Hasonló dokumentumok
Anyagok az energetikában

II. POLIMEREK MORFOLÓGIAI SZERKEZETE

IV. POLIMEREK MECHANIKAI TULAJDONSÁGAI

Anyagtudomány BMEGEMTMK02, 4 krp (2+0+1/v) Ajánlott segédanyagok

Polimer anyagtudomány

VI. POLIMEREK TÖRÉSI VISELKEDÉSE

Polimerek fizikai, mechanikai, termikus tulajdonságai

Anyagtudomány BMEGEMTMK02, 4 krp (2+0+1/v)

Anyagtudomány BMEGEMTMK02, 4 krp (2+0+1/v) Bemutatkozás. Számonkérés

Anyagtudomány BMEGEMTMK02, 4 krp (2+0+1/v)

Anyagtudomány BMEGEMTMK02, 4 krp (2+0+1/v) Tematika. Ajánlott segédanyagok

Polimerek fizikai, mechanikai, termikus tulajdonságai

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Polimertechnika Tanszék

12. Polimerek anyagvizsgálata 2. Anyagvizsgálat NGB_AJ029_1

Műanyagok Pukánszky Béla - Tel.: Műanyag- és Gumiipari Tanszék, H ép. 1. em.

VII. POLIMEREK MECHANIKAI VISELKEDÉSÉNEK MODELLEZÉSE

Kecskeméti Főiskola GAMF Kar. Poliolefinek öregítő vizsgálata Szűcs András. Budapest, X. 18

Anyagválasztás Dr. Tábi Tamás

Szerkezet és tulajdonságok

Polimerek vizsgálatai

Polimerek reológiája

tervezési szempontok (igénybevétel, feszültségeloszlás,

Polimerek vizsgálatai 1.

Polimer kompozitok alapanyagai, tulajdonságai, kompozitmechanikai alapok

FOK Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai tárgy kolokviumi kérdései 2012/13-es tanév I. félév

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 8. Képlékeny viselkedés. Terhelési diagram. Mechanikai tulajdonságok 2. s sz (Pa) Tankönyv fejezetei: 16-17

Mérnöki anyagok. Polimerek

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 7.

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 7. Képlékeny viselkedés. Terhelési diagram. Mechanikai tulajdonságok 2. s sz (Pa) Tankönyv fejezetei: 16-17

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 7. Képlékeny viselkedés. Terhelési diagram. Mechanikai tulajdonságok 2. s sz (Pa) Tankönyv fejezetei: 16-17

Fröccsöntött alkatrészek végeselemes modellezése. Szőcs András. Budapest, IV. 29.

Az alapanyag kiválasztás rejtelmei. Grupama Aréna november 26.

Mérnöki anyagok. Polimerek

Polimer alkatrészek méretezésének alapjai

Műanyagok tulajdonságai. Horák György

Polimerek reológiája

merevség engedékeny merev rugalmasság rugalmatlan rugalmas képlékenység nem képlékeny képlékeny alakíthatóság nem alakítható, törékeny alakítható

Fémtechnológiák Fémek képlékeny alakítása 1. Mechanikai alapfogalmak, anyagszerkezeti változások

Termikus analízis alkalmazhatósága a polimerek anyagvizsgálatában és jellemzésében

Szálerősített anyagok fröccsöntése Dr. KOVÁCS József Gábor

Anyagok az energetikában

Polimerek alkalmazástechnikája BMEGEPTAGA4

Lépcsős polimerizáció, térhálósodás; anyagismeret

Társított és összetett rendszerek

XT - termékadatlap. az Ön megbízható partnere

Rugalmas műanyagok. Lakos Tamás Groupama Aréna nov. 26.

Reológia Mérési technikák

Műanyagok és kompozitok anyagvizsgálata 1.

Bevezetés a lézeres anyagmegmunkálásba

Anyagtudomány BMEGEMTMK02, 4 krp (2+0+1/v)

A4. Hőre lágyuló műanyagok melegalakítása

A beton kúszása és ernyedése

MŰANYAGOK ALKALMAZÁSA

MECHANIKA I. rész: Szilárd testek mechanikája

A vasbetonszerkezet tervezésének jelene és jövője A tűzhatás figyelembe vétele.

4. POLIMEREK SZAKÍTÓ VIZSGÁLATA

Műanyag- és elasztomer ragasztási útmutató

Kúszás BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR POLIMERTECHNIKA TANSZÉK POLIMEREK IDŐFÜGGŐ MECHANIKAI TULAJDONSÁGAI

5. Az acélszerkezetek méretezésének különleges kérdései: rideg törés, fáradás. BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék

Tömeg (2) kg/darab NYLATRON MC 901 NYLATRON GSM NYLATRON NSM Átmérő tűrései (1) mm. Átmérő mm.

3. POLIMEREK DINAMIKUS MECHANIKAI VIZSGÁLATA (DMA )

VEGYIPAR ISMERETEK ÁGAZATI SZAKMAI ÉRETTSÉGI VIZSGA KÖZÉPSZINTEN SZÓBELI TÉMAKÖRÖK május - június

A= a keresztmetszeti felület cm 2 ɣ = biztonsági tényező

Anyagtudomány BMEGEMTMK02, 4 krp (2+0+1/v) Ajánlott segédanyagok. Határfelület-kohézió-adhézió

MŰANYAGOK A GÉPJÁRMŰIPARBAN

Polimer alapanyagok alkalmazásának előnyei-hátrányai Dr. Tábi Tamás

A HDPE és EPDM geomembránok összehasonlító vizsgálata környezetvédelmi alkalmazhatóság szempontjából

Szakítás BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR POLIMERTECHNIKA TANSZÉK POLIMEREK SZAKÍTÓVIZSGÁLATA

Szakítás BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR POLIMERTECHNIKA TANSZÉK POLIMEREK SZAKÍTÓVIZSGÁLATA

Hosszú szénszállal ersített manyagkompozitok mechanikai tulajdonságainak vizsgálata

A szerkezeti anyagok tulajdonságai és azok vizsgálata

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 6.

Kisciklusú fárasztóvizsgálatok eredményei és energetikai értékelése

A POLIMERKÉMIA ESZKÖZTÁRA, AVAGY HOGYAN ÁLLÍTHATÓK BE EGY ÓRIÁSMOLEKULA TULAJDONSÁGAI?

MŰANYAGOK TULAJDONSÁGAI

Anyagismeret. Polimer habok. Hab:

A tételekhez segédeszköz nem használható.

A töréssel szembeni ellenállás vizsgálata

MŰSZAKI POLIMEREK TRIBOLÓGIAI KUTATÁSA KÜLÖNBÖZŐ RENDSZEREKBEN

Polimerek. Alapfogalmak. Alapstruktúra : Természetes polimerek: Mesterséges polimerek, manyagok. Szabad rotáció

Polimerek anyagszerkezettana és technológiája

EC4 számítási alapok,

Ciklikus butilén-tereftalát mint polimer alapanyag és polimer adalékanyag

Anyagvizsgálati módszerek

ÖSSZEFOGLALÁS HŐTANI FOLYAMATOK

Belina Károly, Kecskeméti Főiskola

Fa-műanyag kompozitok (WPC) és termékek gyártása. Garas Sándor

EGYIRÁNYBAN ER SÍTETT KOMPOZIT RUDAK HAJLÍTÓ KARAKTERISZTIKÁJÁNAK ÉS TÖNKREMENETELI FOLYAMATÁNAK ELEMZÉSE

Anyagvizsgálatok. Mechanikai vizsgálatok

MŰANYAGOK FELDOLGOZÁSA

ANYAGTUDOMÁNY ÉS TECHNOLÓGIA TANSZÉK. Anyagismeret 2007/08. Károsodás. Témakörök

(11) Lajstromszám: E (13) T2 EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA

Szilárdság (folyáshatár) növelési eljárások

A tartószerkezeti méretezés módszereinek történeti fejlődése

GEOTECHNIKA I. LGB-SE TALAJOK SZILÁRDSÁGI JELLEMZŐI

A szerkezeti anyagok tulajdonságai és azok vizsgálata

Reakciókinetika. Általános Kémia, kinetika Dia: 1 /53

A tartószerkezeti méretezés módszereinek történeti fejlődése

8. Fröccsöntés szerszám, termék, tulajdonságok

ÜVEG FIZIKAI TULAJDONSÁGAI,

Átírás:

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Polimertechnika Tanszék Polimer anyagtudomány BMEGEPTMG20, 2+0+1v, 4 krp IV. POLIMEREK MECHANIKAI TULAJDONSÁGAI Vas László Mihály 1 Felhasznált források Irodalom 1. Bodor G.-Vas L.M.: Polimerek szerkezettana. Műegyetemi Kiadó, Bp. 2000. 2. Halász L.-Zrínyi M.: Bevezetés a polimerfizikába. Műszaki K., Bp. 1989. 3. Bodor G.: A polimerek szerkezete. Műszaki K. Bp. 1982. 4. Bodor G.-Vas L.M.: Polimer anyagtudomány. Kézirat. BME, Bp. 2000. 5. Ehrenstein G.W.: Polymerwerkstoffe. Struktur und mechanische Verhalten. C.Hanser Verlag, München, 1978. 6. Pukánszky B.: Műanyagok. Műegyetemi Kiadó, Bp. 1995. Ajánlott irodalom 7. Oswald T.A.-Menges G.: Materials Science of Polymers for Engineers. Hanser Pub., New York, 1996. 8. WardI.M.-Hadley D.W.: An Introduction to the Properties of Solid Polymers. J.Wiley&Sons, Chichester, 1993. 9. Strobl G.: The Physics of Polymers. Concepts of Understanding their Structures and Behaviour. Springer Verlag, Berlin. 1996. 10. Menges G.: Werkstoffkunde der Kunststoffe. C.Hanser Verlag, München, 1985. 11. Eisele U.: Introduction to Polymer Physics. Springer-Verlag, Berlin 1990. Vas László M. 2 1

Szerkezeti gráf Polimerek mikro- és makroszerkezeti szintjei Makroszinten mérhető tulajdonságok a mikroszintűek eredője Sűrűség Mechanikai jellemzők Termikus viselkedés Nedvességfelvétel Egyéb 3 Mechanikai tulajdonságok 1. Mikro-és makrodeformációkomponensek Mikrodeformáció komponensek Energiarugalmas reverzibilis (e U ) Makrodeformáció komponensek Pillanatnyi rugalmas (e r ) (mech: reverzibilis) (termodin: rev.) Entrópiarugalmas reverzibilis (e S ) Késleltetett rugalmas (e k ) (mech: reverzibilis) (termodin: irrev.) Energiadisszipáló irreverzibilis (e irrev ) Maradó (e m ) (mech: irreverzibilis) (termodin: irrev.) 4 2

Mechanikai tulajdonságok 2. Mechanikai vizsgálatok általános sémája Gerjesztés Válasz A = anyag(operátor): Y(t)=A[X](t) 5 Mechanikai tulajdonságok 3. Időfüggő mechanikai tulajdonságok -Kúszás ATP GTE Kúszási érzékenység, engedékenység: Polimer teljes nyúlása: e(t)=e r +e k (t)+e m (t) LDPE LDPE 6 3

Mechanikai tulajdonságok 4. Időfüggő mechanikai tulajdonságok - Feszültségrelaxáció ATP GTE Relaxációs modulus: Polimer teljes nyúlása: e(t)=e r +e k (t)+e m (t) 7 Mechanikai tulajdonságok 5. Időfüggő mech.itulajdonságok Kvázistatikus hiszterézis Anyagminta: hajlékony fólia, roving, szál XY-Regisztrátum Gerjesztés ATP GTE A Kúszás Relaxáció Polimer teljes nyúlása: e(t)=e r +e k (t)+e m (t) 8 4

Mechanikai tulajdonságok 6. Statikus-Kvázistatikus-Dinamikusvizsgálatok Deformációsebesség hatása a szakítógörbére S K D Major Z.: Dinamikus mechanikai vizsgálatok Anyagvizsgálók Lapja 1995/1. 21-24. 9 Mechanikai tulajdonságok 7. Időfüggő mech. tulajdonságok - Dinamikus vizsgálatok Nyúlásgerjesztés: ugrás + szinuszos A Feszültségválasz: relaxáció + szinuszos Relaxációs válasz kiszűrése: felüláteresztő szűréssel (oszcilloszkópon: AC üzemmódban) 10 5

Mechanikai tulajdonságok 7. Időfüggő mech. tulajdonságok - Dinamikus vizsgálatok A kiszűrt tiszta szinuszos válasz elemzése Nyúlásgerjesztés: tiszta szinuszos Feszültségválasz: tiszta szinuszos = fáziseltolás Dinamikus hiszterézis Vizsgálati feltétel: Lineárisan viszkoelasztikus (LVE) viselkedés Megvalósítás: Elég kicsi gerjesztési amplitúdóval Energiaveszteség/periódus: 11 Mechanikai tulajdonságok 8. Időfüggő mech. tulajd.ok-dinamikus hiszterézis Komplex rugalmassági modulus és összetevői Dinamikus anyagviselkedések Komplex rugalmassági modulus Id. rugalmas Viszkoelasztikus Id. viszkózus Dinamikus v. tárolási modulus Veszteségi modulus Veszteségi tényező 12 6

Mechanikai tulajdonságok 8a. Időfüggő mech. tulajd.ok-dinamikus hiszterézis Dinamikus nyújtó folyás normál feszültség mellett Dinamikus nyíró folyás csúsztató feszültség mellett Komplex nyújtó viszkozitási tényező Komplex nyíró viszkozitási tényező 13 Mechanikai tulajdonságok 8b. Időfüggő mech. tulajd.ok-dinamikus hiszterézis Cox-Merz szabály A kvázistatikus nyírási sebesség-nyírófeszültség vizsgálatokkal kapott görbe húrmeredeksége (húr-viszkozitási tényező) a komplex viszkozitási tényező abszolút értékével azonosítható. De Witt szabály Az körfrekvencia és a kvázistatikus nyírási sebesség (hatásában) azonosítható: 14 7

Szilárdság és tönkremenetel 1. Anyaghibák és szilárdság Szilárdság: Az anyag, illetve szerkezet ellenállása az irreverzibilis alakváltozással és repedésterjedéssel szemben. Törési okáltalában: Meglévő repedés(ek) terjedése az igénybevételek (mechanikai-, hő-, vegyi-) hatására. 15 Szilárdság és tönkremenetel 3. Húzási és nyírási sávok(inhomogén zónák), mint irreverzibilis deformációs folyamatok (elsősorban amorf) polimerekben Normálfeszültség kelti (Craze) Nyírófeszültség kelti 16 8

Szilárdság és tönkremenetel 4. A húzási/nyírási zónák a molekulaláncok feszültség hatására keletkező lokális kötegelődésével és/vagy maradó elmozdulásával (folyással) létrejött inhomogenitások. Húzási zónák,azaz sűrűség és orientáció inhomogenitások, mint egyfajta strukturált mikrorepedések Keletkezésére elsősorban az amorf termoplasztikusanyagok (ATP: PS, SAN, PMMA, PC) hajlamosak; Keletkezhetnek a részbenkristályostermoplasztikuspolimerek (RTP: PE, PP, PA, PET) amorf részeiben is, illetve Kis mértékben a sűrűn térhálóspolimer gyantákban (STH: UP, EP, VE) is felléphetnek. Nyírási zónák, azaz orientáció inhomogenitások kevésbé általános jelenségek; keletkezésük feltétele: Aktiválható relaxációs mechanizmus (mellék diszperziós tartomány) Az aktiváláshoz megfelelő hőmérséklet és alacsony terhelési sebesség 17 Szilárdság és tönkremenetel 8. Húzási sávok RTP polimerekben PP húzásakor az inhomogén szferolit-deformációkat kísérő, a szferolithatárokon fellépő mikrorepedés (NFZ, craze) képződéstartománya (kifehéredés) messze benyúlik a nyakképződött részektől a nem befűződött szakaszokba is 18 9

Mechanikai tulajdonságok 9. Polimerek kvázistatikusszilárdsági tulajdonságai Szerkezeti és szilárdsági jellemzők kapcsolata Nyújtás hatása a szakítógörbére Bobeth W.: Textile Faserstoffe. Springer-Verlag, Berlin 1993. 19 Mechanikai tulajdonságok 9.a. Polimerek kvázistatikus szilárdsági tulajdonságai Szferolitos szerkezet és szferolitméret hatása a poliolefinek deformabilitására Menges G.: Werkstoffkunde der Kunststoffe Hanser V. München, 1985. 20 10

Mechanikai tulajdonságok 10. Polimerek szívóssága, ütésállósága Impulzusszerű gerjesztéstípusok Műszerezett ütőmű regisztrátuma: Charpy vagy Izod törési vizsgálat Blumenauer Pusch: Műszaki törésmechanika. Műszaki K. Bp. 1987. W RI repedést, törést indító munka W RT repedésterjedési munka W T =W RI +W RT teljes törési munka Tapasztalat: Ha a modulus nő ütésállóság csökken 21 Mechanikai tulajdonságok 11. Tartós szilárdsági jellemzők Méretezés alapja: Kis deformabilitás: B,t időtartam szilárdság B, - tartós szilárdság Nagy deformabilitás: e,t időtartam feszültség 22 11

Hőmérséklet hatása 1. Polimer anyagosztályok a szerkezet és a termikus viselkedés szerint I. Amorf (A) polimerek Lineáris(L) Termoplasztikus(ATP) Termoplasztikus elasztomer (ATPE) Nem termoplasztikus(antp) Térhálós(H) Gyengén/ritkán térhálós (GTH) Elasztomer (GTE) Közepesen térhálós (KTH) Termoelasztomer (KTE) Sűrűn térhálós (STH) II. Részbenkristályos polimerek (K) Lineáris(L) Termoplasztikus(RTP) Termoplasztikus elasztomer (RTPE) Nem termoplasztikus(rntp)) Utólagosan térhálózott(pl.pex= utpe), (részbentérhálós: gyapjú) 23 Hőmérséklet hatása 2. Polimerek fizikai állapotai Láncok hőmozgás-típusai: Mikro-Brown(mB): tömegközéppont helyben marad Makro-Brown(MB): tömegközéppont elmozdul Amorf polimer fizikai állapotok a láncok hőmozgása szerint: Üvegszerű (Ü): Nagyrugalmas (N): mb, MB mb, MB Viszkózusan folyós (V): mb, MB Átmeneti hőmérsékletek: T g : üvegesedési T m : kristályolvadási T f : folyási T b : bomlási G m = H m -T m S m =0 T m = H m / S m 24 12

Hőmérséklet hatása 3. Termomechanikai görbék mérési módszerei DM(T)A TMA Y 1 (T)=E (T, ), Y 2 (T)=E (T, ) vagy d(t, ) Y(T)=e(t o,t, o ), vagy Y(T)= (t o,t,e o ) HSzG Y 1 (T)= B (T,v) Y 2 (T)=e B (T,v) 25 Hőmérséklet hatása 4. Amorf polimerek termomechanikai görbéi - ATP DMA görbék TMA görbék HSzG görbék 26 13

Hőmérséklet hatása 3. Amorf polimerek termomechanikai görbéi - ATP e dom =e r e dom =e k e dom =e m Ü N V T r = ridegedési hőmérséklet Egy fázis: amorf Pl.:PS, SB, ABS, PVC, PC, PVAL, PMMA 27 Hőmérséklet hatása 5. Amorf polimerek termomech. görbéi Térhálósak Gyengén/ritkán/ térhálósak (GTH) Gyengén térhálós elasztomerek (GTE) (T g < 0 o C; T g +20 o C-on > 100% deformálhatóság) Közepesen térhálósak(kth) Termoelasztomerek(KTE) (T g > 20 o C; T g +20 o C-on > 100% deformálhatóság) Sűrűn térhálósak(sth) = Gyanták(T g > 50 o C) Pl.:NR, BR, CR, PUR Egy fázis: amorf Ü N 28 14

Hőmérséklet hatása 7. A keverékarány (a) és a lágyítóbevitel (b) hatása az ATP termomechanikai görbéjére Két fázis Nem elegyedő polimer keverék T g becslése: (rövidblokkos kopolimer) Lágyító hatásra a T g (és/vagy T m ) csökken: Kopolimerizálással (főleg a T g ), Lágyítószerrel (PVC a T g ), Nedvességtartalommal (PA főleg a T g ) 29 Hőmérséklet hatása 5. Részbenkristályos, termoplasztikus polimerek (RTP) T m <T f <T b Két fázis: amorf+kristályos DMA e dom =e r e dom =e k e dom =e m edom =e r +e k TMA Ü N N V K K E HSzG < Pl.: PCTFE=PTFCE T m <T f <T b 30 15

Hőmérséklet hatása 8. Részbenkristályos, termoplasztikus polimerek (RTP) Két fázis: amorf+kristályos Ü K K N Kristályosság hatása V < T f < T m <T b b Pl.: PE, PP, POM, PA, PET, PBT 31 Hőmérséklet hatása 9. Polietilén DMA görbéi Kóczy L.: Szálasanyagok általános jellemzői. In: Textilipari Kézikönyv. Műszaki K. Bp. 1979. E általában monoton csökkenő a T-vel E nagyrug. amorf állapotban enyhén emelkedhet E növekedése egyébként mérés közbeni szerkezeti változásra (kristályosodás, térhálósodás) utal. 32 16

Hőmérséklet hatása 9. T m kapcsolata szerkezeti jellemzőkkel T m termodinamikailag meghatározott: Átlagos molekulatömeg (m) befolyása: Krisztallit méretének (h) befolyása: Thomson képlet (q m =olvadási hő) T m és T g viszonya: (h-vastagságú, -széles lamella; e = felületi feszültség H ko =kristályelem olvadási hő) (h o =alapelem vast.) 33 Hőmérséklet hatása 10/1. Amorf termoplasztikus elasztomer(atpe) DMA görbéi Kopolimer(A,B) A kemény (B) szegmens üvegszerű amorf 34 17

Hőmérséklet hatása 10/2. Részbenkristályos termoplasztikus elasztomer (RTPE) DMA görbéi Kopolimer(A,B) A kemény (B) szegmens kristályosodik 35 Hőmérséklet hatása 11. Amorf (APET) és kristályos (CPET) PET DMA görbéi Hideg kristályosodás (Bárány T. mérése. BME PT Tanszék, Bp. 2003.) 36 18

Hőmérséklet hatása 12. Polimer anyag PE -LDPE -HDPE T g [C o ] -90...-25-120...-70 T m [C o ] - 124...138 T f [C o ] T b [C o ] PP-izotaktikus -35...-10 163...175 175 328...410 PVC-amorf 60...105-150...180 185 PS 90...110-160...240 PAN 50...100 - - 300...330 PTFCE 45 PTFE -113, +127 325...330-425 PA6 40...60 215...220 310...380 PA6.6 45...65 250...260 310...380 PES-PETP 69...80 250...280 283...306 POM -85 178...198 PEEK 143 335 PC 130...180 255...267 PMMA 45...120 Poliizoprén (term. gumi) -73 Aramid-Kevlár 300 550 Hőtágulás: 8-10-szer nagyobb a fémekénél Hővezetési tényező: 1-3 nagyságrenddel kisebb a fémekénél Fajhőjük nagyobb, hőkapacitásukjóval kisebb a fémekénél Ridegedési hőmérséklet (törékenységi, T t =T r ) meghatározása: 37 Hőmérséklet hatása 13. ATP (a) és RTP (b) polimerek szakítógörbéi a hőmérséklet függvényében ATP (kristályosodásra hajlamos) RTP 38 19

Hőmérséklet hatása 14. A hőmérsékletváltozási sebesség hatása ATP RTP Javorszkíj Detlaf: Fizikai zsebkönyv. Műszaki K. Bp. 1974. Hertzberg R.W.: Deformation and fracture mechanics J.Wiley, New York, 1989. A hűtési sebességgel nő a T g az üvegesedési átmenet inkább kinetikai(hőmozgáshoz kapcsolódó), mint termodinamikai jellegű. 39 Hőmérséklet hatása 15. A gerjesztési frekvencia és a hőmérséklet hatása a különböző típusú termomechanikai görbékre Mechanikai üvegesedés jelensége: a frekvencia T g -toló hatású Hőmérséklet-idő ekvivalencia:a hasonló hatások révén T~logt o ~log(1/f) Ritchie Critchley Hill: Lágyítók, stbilizátorok, töltőanyagok. Műszaki K. Bp. 1976. 40 20

Hőmérséklet hatása 16. Hőmérséklet-idő ekvivalencia felhasználása a tartós vizsgálatok gyorsításához ATP (a) és RTP (b) esetében ATP: Eltolás a WLF egyenlettel (meghatározása a szabadtérfogat elmélet alapján) RTP: Eltolás az Arrhenius (Arrh) egyenlettel (vagy a WLF és Arrh. képletek hőm.tartományonkénti kombinációjával): Időeltolási tényező: Moduluseltolási tényező: Termoreológiailag egyszerű anyag: a T, és b T csak a T-től függ 41 Hőmérséklet hatása 16. Eltolási tényező meghatározása ATP: WLF egyenlet meghatározása a szabadtérfogat elmélet alapján Szabad térfogattört: Relaxációs idő: Doolittle-féle viszkozitásegyenlet: Hőtágulási együttható: RTP: Arrhenius egyenlettel 42 21

Hőmérséklet hatása 16. Hőmérséklet-idő ekvivalencia felhasználása a tartós vizsgálatok gyorsításához mestergörbe szerkesztés ATP esetében a T = eltolási tényező Eltolás: a WLF egyenlettel c 1 = -17,44; c 2 =51,6 o C T g < T<T g +100 Castiff E.-Tobolsky T.S.: J. Colloid Sci. 1955. 43 Hőmérséklet hatása 16. Hőmérséklet-idő ekvivalencia felhasználása a tartós vizsgálatok gyorsításához mestergörbe szerkesztés ATP és RTP esetében PS kúszási csúsztató rugalmassági modulusa (a) és PE relaxációs (ernyedési) húzómodulusa (b) a terhelés időtartama függvényében különböző hőfokokon, és a szerkesztett mestergörbék Thamm F.: Műanyagok szilárdságtana. TK.1972 44 22

Hőmérséklet hatása 16. Egyéb hasonlósági elvek felhasználása a tartós vizsgálatok gyorsításához Általánosított eltolási tényező Eredő eltolási tényező (termo- és hidroreológiailag egyszerű anyag): UP mért és számított nyírási tartósfolyása a hőmérséklet (T) és a nedvességtartalom (w) együttes befolyására; a számítás 1-nél a T és w hatásának, 2-nél csak a T hatásának figyelembe vételével történt Urzsumcev-Makszimov: MK.1982. 45 Hőmérséklet hatása 16.a. A hőmérséklet befolyása a feldolgozásra/felhasználásra ATP: T o =T f RTP: T o =max (T m, T f ) Az olvadékos feldolgozás alapjellemzői Nyíró viszkozitási tényező Spencer-Gilmore állapotegyenlet Arrhenius összefüggés E f = a folyás Aktiválási energiája N= molekulák száma p o = belső nyomás (molekulák kölcsönhatása) V o = molekulák saját térfogata 46 23

Nedvességtartalom hatása 1. Felvett oldószer koncentrációtól függő polimerállapotok Oldódás feltétele: G O = H O -T S O <0 Bobeth W.: Textile Faserstoffe. Springer- Verlag, Berlin. 1993. 47 Nedvességtartalom hatása 2. Oldódási folyamat -hőmérsékletfüggés (oldat) 48 24

Nedvességtartalom hatása 3. Nedvességfelvétel mechanizmusa és hatása Poláris molekula PA Nedvességfelvétel módjai: Diffúziós közvetlen (b) közvetett (c) Kapilláris(d) 49 Nedvességtartalom hatása 4. Folyadékfelvétel időbeli folyamata A Lucas-Washburnegyenlet invertálható explicit közelítő megoldása, amely alkalmas mind kapilláris, mind diffúziós folyadékfelvétel leírására: UP/üvegszál Vas L.M., Gombos Z., Nagy V.: Evaluation method of liquid uptake measurements based on approximate invertible solution of the LW equation, JCIS 2017 Czél G.: Nem kör keresztmetszetű kompozit csövek viselkedésének elemzése. PhD, BME Bp. 2009. Üvegpaplan UP gyanta felvétele vákuuminjektoros szerszámban PET szálköteg vízfelvétele Krüss K12 mikrotenziométeren Üvegszálpaplan UP gyanta felvétele Krüss K12 mikrotenziométeren 50 25

Polimerek a technoklímában 1. Környezeti hatások a technoklímában PA Polimer Alkatrész 51 Polimerek a technoklímában 2. Öregedési, bomlási folyamatok típusai Fokozatos (a) és hirtelen (b) depolimerizáció Depolimerizáció: PS, PMMA Degradációs(a) és eliminációs(b) bomlás Degradáció: PA Elimináció: PVC (HCL kiválás) Migráció: PVC (színezék, lágyító) Környezet fizikai hatásának (UV, időjárás, stb.) gyorsított vizsgálata: Pl. Xenotest készülékben az időbeni gyorsítás kb. 10x-es 52 26

Polimerek a technoklímában 3. Öregedési, bomlási folyamatok szilárdságra gyakorolt hatása 53 27