Физические свойства. Объемная масса – масса единицы объема материала, взятого в естественном состоянии с порами и включениями.

Объемная масса – масса единицы объема материала, взятого в естественном состоянии с порами и включениями.

Объемную массу, кг/м³, вычисляют по формуле

g=m/V,(2)

Объемная масса колеблется в широких пределах: от 10 до 2300 кг/м³, но основная группа пластмасс имеет объемную массу до 400 кг/м³.

Плотность (средняя плотность)– масса единицы объема материала, взятого в плотном состоянии, без пор. Плотность, кг/м³, г/см^3, вычисляется по формуле

r=m/V_п . (3)

где m – масса материала, кг;

V_п – объем материала в абсолютно плотном состоянии, м³ (см³).

Примеры средней плотности некоторых пластмасс:

полистирол – от 10 до 400 кг/м³;

пенополиуретан – от 30 до 680 кг/м³;

полиэтилен – от 900 до 960 кг/м³;

фенопласты – от 1200 до 2000 кг/м³;

аминопласты – от 1300 до 1550 кг/м³;

стеклопласты – от 1500 до 2300 кг/м³.

Плотность зависит от способа и режимов синтеза полимера, а также от способа переработки в изделие. Для монолитных пластмасс значения объёмной массы и плотность совпадают.

Пористость – степень пористости материала, характеризуется наличием пор в материале и показывает, какая часть его занята порами.

Пористостъ, %, вычисляют по формуле

П=(1-g/r)·100. (4)

Теплопроводность – способность материала пропускать тепловой поток, образующийся при разности температур на его поверхностях. Характерной особенностью многих материалов является низкая теплопроводность, примерно в 500-600 раз ниже, чем у металлов. Характеризуется данный показатель коэффициентом теплопроводности (из закона Фурье):

КДж·м², (5)

где Q – количество тепла, проходящего через материал;

F – площадь поверхности материала;

a – толщина материала;

T₁-T₂ – разность температур на противоположных сторонах образца.

Теплопроводность зависит от химической структуры материала и его физического строения. У одних полимеров она падает, а других растет. Для всех полимеров с ростом степени кристаллизации теплопроводность увеличивается, а при плавлении теплопроводность значительно уменьшается. Примеры теплопроводности некоторых пластмасс:

пенопласты λ=0,03…0,04.

плотные пластмассы λ=0,23…0,69.

полиэтилен высокого давления λ=0,22…0,36.

полиэтилен низкого давления λ=0,26…0,44.

полистирол λ=0,08…0,14.

фенопласты λ=0,18…0,5.

Долговечность – срок работы пластмасс в условиях эксплуатации без изменения технических свойств, установленных соответствующими нормативами. Понятия «долговечность» и «старение» пластмасс взаимосвязаны.

Теплостойкость– способность материала не разрушаться при действии высоких температур. Качественной и количественной характеристикой этого показателя является температура, при которой под действием постоянной нагрузки деформация образца не превышает некоторой определенной величины.

Таблица 5.1 – Теплостойкость полимерных материалов

Морозостойкость– способность материала сохранять свое агрегатное состояние и эксплуатационные свойства при низких температурах.

Для эластомеров морозостойкость означает сохранение высокой эластичности в данном диапазоне температур. Температурной границей для них является температура стеклования (становится хрупким).

Испытания на морозостойкость проводят, когда материал находится в напряженном состоянии или деформируется в охлажденном состоянии:

для ПЭВД – морозостойкость равна – 70 ^оС;

для ПС морозостойкость равна от – 78 до – 95 ^оС;

для аминопластов от – 100 до – 160 ^оС;

для фенопластов от – 100 до – 180 ^оС;

для стеклопластиков от – 190 до – 300 ^оС.

Таблица 5.2 – Водопоглощение некоторых видов полимерных материалов

Гигроскопичность– свойство материалов поглощать (сорбировать) влагу из воздуха за счет образования химических соединений с водой.

Водопоглощение определяется по массе поглощаемой воды, отнесенной к поверхности и измеряется кг/м².

Существующая методика позволяет определить количество воды, которую поглощает материал за 24 часа пребывания в воде при нормальных условиях, и выражается в % от массы образца.

При длительном пребывании материала в воде водопоглощение достигает состояния массы насыщения: у древесных пластиков – 1 5 %; у текстолита – 10 %; у поликарбоната – 0,6 % от начальной массы.