Pochopení houževnatosti a tuhosti díky úpravě plastových výrobků

Oct 09, 2022

Zanechat vzkaz

"Tuhost" odkazuje na sílu potřebnou pro jednotkovou deformaci předmětu; "Flexibilita" se týká deformace předmětu působením jednotkové síly. Je vidět, že čím větší je „tuhost“, tím je méně pravděpodobné, že se objekt zdeformuje (zobrazeno malým prodloužením); Předměty s větší „flexibilitou“ se s větší pravděpodobností deformují (projevuje se větším protažením). V ideálním stavu má tuhost předmětu tendenci k nekonečnu (nebo je deformace předmětu působením síly tak malá, že ji lze ignorovat), proto předmět nazýváme tuhé těleso. Při mechanické analýze nemusí být uvažována jeho vlastní deformace. Tuhost je tedy atributem odrážejícím obtížnost deformace objektu. Tažný materiál je relativně měkký a tahové prodloužení při přetržení a rázová pevnost listu fyzikálních vlastností jsou relativně velké; Tvrdost, pevnost v tahu a modul pružnosti v tahu jsou relativně malé. Tvrdost a pevnost v tahu tuhých materiálů jsou relativně vysoké; Tažnost při přetržení a rázová pevnost mohou být nižší; Modul pružnosti v tahu je velký. Pevnost v ohybu odráží tuhost materiálu. Čím větší je pevnost v ohybu, tím větší je tuhost materiálu. Naopak o to větší je tuhost. Podle ASTM D790 Standardní zkušební metody pro ohybové vlastnosti jsou tyto zkušební metody vhodné pro tuhé i polotuhé materiály. Neříká se, že je vhodný pro tvárné materiály, takže elastomery s velkou houževnatostí nebudou testovány na pevnost v ohybu.




Výše uvedená houževnatost a tuhost jsou vztaženy k testovaným mechanickým vlastnostem. Může dojít k nehodám. Například po použití plastu vyztuženého skleněnými vlákny se jeho tuhost zvětší, ale může se také zvýšit pevnost v tahu a rázová houževnatost. Při rázovém a vibračním zatížení mohou materiály absorbovat velkou energii k vytvoření určité deformace bez poškození, které se nazývá houževnatost nebo rázová houževnatost. Stavební ocel (měkká ocel), dřevo, plast atd. jsou typické tvárné materiály. Houževnatost materiálů musí být uvažována pro vozovky, mosty, jeřábové nosníky a konstrukce se seismickými požadavky. Tuhost a křehkost spolu obecně souvisí. Křehkost označuje vlastnost, že když vnější síla dosáhne určité hranice, materiál je náhle bez varování zničen a při jeho zničení nedochází k žádné zjevné plastické deformaci. Charakteristikou mechanických vlastností křehkých materiálů je, že pevnost v tlaku je mnohem větší než pevnost v tahu a mezní hodnota deformace při porušení je velmi malá. Cihly, kameny, keramika, sklo, beton, litina atd. jsou křehké materiály. Ve srovnání s tvárnými materiály jsou značně nepříznivé pro odolnost proti rázovému zatížení a vibracím ložisek.




Jako technické plasty doufáme, že budou mít zároveň dobrou houževnatost a tuhost. Aby se zlepšila houževnatost materiálů, mělo by být vynaloženo úsilí na zlepšení tuhosti. Obecně může přidání elastomeru zvýšit houževnatost a přidání anorganického plniva může zvýšit tuhost. Nejúčinnější metodou je kombinace zpevnění elastomeru se zpevněním plniva. Špatná odolnost proti nárazu je výkonnostní vadou některých důležitých plastů v průmyslu. Například PVC, PS, PP atd., jejich použití je omezeno zejména při nízkých teplotách z důvodu nízké houževnatosti. Odolnost termoplastů proti nárazu však lze výrazně zlepšit přidáním „modifikátoru nárazu“. Existuje mnoho druhů modifikátorů rázové houževnatosti, jako je ACR akrylátová pryskyřice, MBS methylmethakrylát butadien styrenový kopolymer, CPE chlorovaný polyethylen, ABS, EVA a EPDM. Z pohledu modifikačního efektu plastových výrobků má ACR nejlepší komplexní výkon. MBS je důležitým modifikátorem dopadu pro transparentní produkty a hraje důležitou roli na globálním trhu s modifikátory dopadu.