них чинної нормативно-технічною документацією на виробництво цих матеріалів, а з іншого боку, на залежності цих параметрів від різних факторів, які можуть змінюватися в процесі експлуатації виробів. Результати комплексних випробувань лягають в основу інженерної оцінки властивостей МПМ у виробі.
На відміну від стандартних методів випробування, що дозволяють характеризувати кожне властивість МПМ (КПМ) одним показником, інженерна оцінка матеріалу проводиться шляхом отримання серії залежностей, на підставі яких можна судити про можливе поведінці матеріалу при експлуатації. Стандартні методи випробувань регламентують форму, розміри і число зразків, порядок та умови випробування, прилад або випробувальне обладнання, схему обчислення значення певного показника. Залежності будуються з урахуванням впливу температури, напруги, часу, частоти впливу (наприклад, швидкості нагрівання), впливу середовища, випромінювань і т. Д. Методи таких випробувань в більшості своїй нестандартизованное, а частина з них знаходиться в стадії розробки.
Результати, отримані при комплексній інженерної оцінці МПМ у виробі, можуть бути використані для прогнозування їх поведінки в різних умовах експлуатації.
Властивості МПМ (КПМ) визначаються: природою полімерних і неполімерних шарів, молекулярною масою, молекулярно-масовим розподілом, ступенем полідисперсності, наявністю добавок; межслойной адгезійною міцністю; надмолекулярної структурою в полімерних шарах, обумовленою технологією їх отримання; специфічними особливостями таких матеріалів, пов'язаних з їх малою товщиною, великою питомою поверхнею і ступенем орієнтації.
У процесі експлуатації відбувається зміна властивостей матеріалу в часі або у зв'язку з поступовою зміною структури полімерних шарів, або внаслідок релаксації напруг або хімічної течії полімеру, що слід враховувати при обгрунтуванні областей їх застосування.
Основи розрахунку міцності в багатошарових матеріалах
МПМ являють собою новий клас композиційних матеріалів (КМ). На відміну від традиційних КМ, МПМ не мають безперервної матриці і являють собою чергуються шари з'єднаних між собою однойменних або різних плівок полімерів. Відповідно розрізняють гомогенні і гетерогенні МПМ.
Аналіз взаємозв'язків властивостей і будови МПМ - одна з актуальних проблем полімерного матеріалознавства, вирішення якої зумовлює шляху створення МПМ і КПМ з необхідним комплексом експлуатаційних властивостей.
З численних робіт, присвячених розгляду зазначеної проблеми, слід, що одні властивості МПМ адитивні властивостям входять до них індивідуальних плівкових шарів, інші - не адитивні. Деформаційно-міцнісні властивості плівкових композитів, наприклад, не адитивні властивостям складових компонентів, і можуть як поліпшуватися, так і погіршуватися в порівнянні з властивостями індивідуальних плівок тієї ж товщини. Визначальну роль у цьому випадку відіграє співвідношення міцності і деформованості окремих шарів з адгезійним взаємодією між ними.
У лінійній області механічні властивості плівкового композиту адитивні властивостям складових його шарів. Так, наприклад, модуль зсуву є адитивною величиною по відношенню до властивостей вихідних компонентів. Ефективний модуль пружності Е еф багатошарових плівкових матеріалів також є адитивною величиною і то, можливо розрахований за правилом фаз:
Е еф =Е 1 ? S 1 + E 2 ? S 2 (2.5.1)
де S 1, S 2 -Товщина індивідуальних шарів,
Е 1, Е 2 - ефективний модуль пружності 1-го та 2го шарів.
Правило фаз при оцінці властивостей плівкового композиту може застосовуватися у випадку, коли складові композит шари мають близькі значення коефіцієнта Пуассона. ( Коефіцієнтом Пуассона називають співвідношення поперечної деформації стиснення? поп до поздовжньої деформації подовження? прод при розтягуванні зразків в межах пропорційності між напругою і деформацією:? =? поп /? прод.)
При цьому не враховується внесок міжфазних шарів у властивості МПМ. Проведена експериментальна перевірка правила фаз підтвердила адитивність навантаження складових її шарів. На підставі цих даних був зроблений висновок про відсутність помітного внеску міжфазних шарів у загальне навантаження.
У той же час було показано, що граничні характеристики деформаційно-міцнісних властивостей МПМ (однотипних або різнорідних, але близьких за властивостями) - руйнівне напруження при розтягуванні...
