CC BY
74
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
МОРОЗОСТОЙКОСТЬ ПОЛИМЕРНЫХ ПОКРЫТИЙ 1 2 Корнев В.А. , Рыбаков Ю.Н. Email: Kornev632@scientifictext.ru
1Корнев Виталий Анатольевич - кандидат химических наук, доцент, старший научный сотрудник; 2Рыбаков Юрий Николаевич - кандидат технических наук, старший научный сотрудник,
начальник отдела, 23 отдел,
Федеральное автономное учреждение 25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации, г. Москва
Аннотация: в статье рассмотрены понятия и методы определения температуры хрупкости, температурного предела хрупкости, определения морозостойкости при статической деформации сжатия технических тканей с полимерным покрытием. Показаны приборы, оборудование и приспособления для определения указанных параметров полимерных покрытий и тканей с покрытием. Изложен принцип действия испытательного оборудования для покрытий. Указаны причины различия получаемых показателей морозостойкости, определяемых различными методами, и необходимость применения метода, максимально соответствующего реальным условиям эксплуатации изделий.
Ключевые слова: технические ткани, полимерные покрытия, морозостойкость, температура хрупкости, температурный предел хрупкости, приборы, приспособления, ударник, образцы, деформация сжатия.
FROST RESISTANCE OF POLYMER COATINGS
12 Kornev V.A.1, Rybakov Ju.N.2
1Kornev Vitaly Anatol'evich - PhD in Chemistry, Associate Professor, Senior Researcher; 2Rybakov Jurij Nikolaevich - PhD in Technics, Senior Researcher, Head of Department,
DEPARTMENT № 23, FEDERAL AUTONOMOUS INSTITUTION 25 STATE RESEARCH INSTITUTE OF
CHEMOMETOLOGY OF THE MINISTRY OF DEFENSE OF THE RUSSIONFEDERATION,
MOSCOW
Abstract: in the article, the concepts and methods for determining the temperature of brittleness, the temperature limit of brittleness, and the determination of frost resistance in static compression deformation of technical fabrics with a polymer coating are examined. The devices, equipment and devices for determining the indicated parameters of polymer coating and coated fabrics are shown. The principle of the test equipment for coatings is outlined. The reason for the difference in the obtained frost resistance indicators determined by different methods are indicated, and the need to apply the method that best meets the actual conditions of operation of the products.
Keywords: technical fabrics, polymer coatings, frost resistance, brittleness temperature, temperature limit of brittleness, instruments, devices, drummer, samples, compression deformation.
УДК 691.04/678.01
Технические ткани с полимерным эластичным односторонним или двухсторонним покрытием приобретают все большее значение в различных отраслях промышленности,
создаются новые модели и рассматривается их применение для нужд Минобороны России (эластичные резервуары, плоскосворачиваемые рукава, армейские всесезонные палатки, маскировочные накидки, оболочечные конструкции) [1-5].
Из ассортимента технических тканей с покрытием особое внимание уделяется морозостойким тканям в связи с активным освоением Россией районов Крайнего севера и Арктики [6,7].
Морозостойкость полимерных покрытий оценивается различными методами в зависимости от толщины и условий эксплуатации изделий [8].
Метод 1. Определение температурного предела хрупкости и температуры хрупкости полимерного покрытия.
Температурный предел хрупкости - самая низкая температура, при которой образец полимерного материала в условиях испытания не разрушается [9].
Для испытания применяют образцы в виде полосок шириной (6,0 ± 0,5) мм и длиной от 25 до 45 мм, вырубленных из пластин толщиной (2,0 ± 0,2) мм штанцевым ножом. Допускается применять образцы указанных размеров, вырезанные из готовых изделий.
Поверхность образцов должна быть гладкой и ровной, без раковин, трещин, посторонних включений и других дефектов, видимых невооруженным глазом.
Данный метод предполагает использование лабораторного прибора типа ВН-52020 или 650.202 с ударным приспособлением для изгиба консольно закрепленного образца, погружаемого в криокамеру с жидким охлаждающим агентом (рис. 1).
Криокамера с жидкой средой, оснащенная приспособлением для перемешивания среды, и обеспечивающая охлаждение образцов в среде до температуры испытания, выдержку и испытание их при этой температуре, сразу же после выемки из хладоагента.
В качестве жидкой среды используют этиловый спирт, в качестве охлаждающего агента - твердую двуокись углерода.
Закрепленный консольно образец изгибается (или ломается) под действием удара. Скорость движения ударника при изгибе образца составляет (2,0 ± 0,2) м/с. Ударник проходит не менее 8 мм от момента касания образца до остановки при сохранении средней заданной скорости на участке длиной 8 мм (рис. 1, А).
А: 1 - образец; 2 - ударник; 3, 5 - верхняя и нижняя плиты зажима; _4 - резиновая прокладка_
Б: 1 - испытуемый образец; 2 - ударная кромка; 3 - зажимное устройство
Рис. 1. Определение температурного предела хрупкости и температуры хрупкости консольно
закрепленного образца
Температура хрупкости - температура, при которой 50% испытательных образцов становятся хрупкими, разрушаясь при заданной деформации в установленных условиях механического воздействия [10].
Из листа, предназначенного для испытания, следует вырезать образцы длиной (20,00 ± 0,25) мм, шириной (2,50 ± 0,05) мм и толщиной (1,6 ± 0,1) мм. Образцы удобно вырезать из полосок необходимой толщины шириной (20,00 ± 0,25) мм путем нарезания ломтиков требуемой ширины предпочтительно автоматически.
Метод заключается в изгибе консольно закрепленного образца на угол 90° вокруг оправки заданного радиуса при постоянной (заданной) скорости испытания в инертной (газообразной или жидкой) среде, температура которой точно известна и тщательно контролируется (рис. 1, Б).
Метод 2. Определение температуры хрупкости при сдавливании образца, сложенного петлей.
По данному методу определяют температуру хрупкости, при которой 50% испытательных образцов, сложенных петлей, становятся хрупкими, разрушаясь при заданной деформации в установленных условиях ударного механического воздействия. Используется лабораторный прибор типа ВН-52020 или 650.202 со специальными зажимами, наковальней и пуансоном (рис. 2).
Рис. 2. Определения температуры хрупкости при сдавливании образца, сложенного петлей: 1 - зажим; 2 - пуансон; 3 - наковальня; 4 — образец
Образец для испытаний должны иметь форму полоски длиной (40±1) мм, шириной (6±0,5) мм, толщиной от (0,5 ± 0,05) мм.
Допускается испытание образцов толщиной менее 0,5 мм, равной толщине выпускаемой пленки.
Метод 3. Определение морозостойкости при статической деформации сжатия.
Настоящий метод распространяется на полимерные материалы и устанавливает метод определения морозостойкости в статических условиях сжатия. В основу метода положен принцип определения морозостойкости искусственной и синтетической кожи и полимерных пленочных материалов сдавливанием (сжатием) образца, сложенного петлей [12, метод 1].
Образцы в виде полосок размером 25 х 200 мм перегибают на 180 градусов с использованием прокладочного материала, сжимают в струбцине (рис. 3) и помещают на заданное время в климатическую камеру, например, СМ-60/75-250-ТХ.
Рис. 3. Приспособление для деформирования образца: 1 — нижний зажим; 2 — верхний зажим; 3 — образец материала; 4 — болт М8; 6 — шайба пружинная М8; 7 — шайба М8; 8 — контрольная полоска
Образцы считают выдержавшими испытания, если после извлечения из камеры и распрямления на их поверхности отсутствуют трещины, отслоения, либо другие виды разрушений [8].
Отмечено, что при испытаниях одних и тех же материалов покрытий температура хрупкости, определенная ударными методами (метод 1, 2), существенно выше значения морозостойкости, определенного при статической деформации сжатия (метод 3). Поэтому для корректной оценки морозостойкости покрытий важно знать, какие виды воздействия на материал наиболее характерны при эксплуатации технических тканей с полимерным покрытием.
Список литературы /References
1. Корнев В.А. Современные технические средства нефтепродуктообеспечения из полимерных материалов / В.А. Корнев, Ю.Н. Рыбаков // «Вопросы современной науки»: коллект. науч. монография [под ред. Н.Р. Красовской]. М.: Изд. Интернаука, 2015. Том 2. Глава 2. С. 29-47.
2. Корнев В.А., Рыбаков Ю.Н., Волков О.Е., Колесников А.А. Технические требования к напорным рукавам для перекачивания нефтепродуктов // Проблемы современной науки и образования, 2016. № 14 (56). С. 29-31.
3. Кустов А.А. Моделирование технических тканей с покрытием для мягких оболочечных конструкций // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования, 2017. Том 18. №1. С. 48-57.
4. Продукция / Стеклоткани с покрытием. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.chemproduct.ru/ (дата обращения: 28.07.2017).
5. Продукция / Армейские палатки. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.npfort.ru/ (дата обращения: 28.07.2017).
6. Корнев В.А., Рыбаков Ю.Н. Морозостойкость полимерных материалов для применения в технических средствах нефтепродуктообеспечения // Проблемы современной науки и образования, 2015. № 11 (41). С. 88-92.
7. Корнев В.А., Рыбаков Ю.Н., Волков О.Е., Асметков И.Д. Полимерное покрытие на основе хлорсульфированного полиэтилена системы IN CLAD // Наука, техника и образование, 2015. № 8 (14). С. 19-22.
8. СТО 08151164-0173-2015 «Резины, полимерные эластичные материалы, прорезиненные ткани и ткани с полимерным эластичным покрытием. Методы определения морозостойкости» / ФАУ «25 ГосНИИ химмотологии Минобороны России».
9. ГОСТ 7912-74 Резина. Метод определения температурного предела хрупкости (СТ СЭВ 2050-79).
10. ГОСТ 16782-92 Пластмассы. Метод определения температуры хрупкости при ударе.
11. ГОСТ 16783-71 Пластмассы. Метод определения температуры хрупкости при сдавливании образца, сложенного петлей.
12. ГОСТ 15162-82 Кожа искусственная и синтетическая и пленочные материалы. Методы определения морозостойкости в статических условиях.
