KYP0040 MATERJALITEADUSE ÜLDALUSED - tud.ttu.ee

Materjal
Elastsusmoodul,
GPa
Tõmbetugevus,
MPa
Elastsuspiir,
MPa
Pikenemine,
%
Polüetüleen (madaltihe) 0,17 – 0,28 8 – 31 9 – 15 100 – 650
Polüetüleen (kõrgtihe) ≈ 1 22 – 31 26 – 33 10 – 1200
Polüvinüülkloriid 2,4 – 4,1 41 – 52 41 – 45 40 – 80
Polütetrafluoretüleen 0,40 – 0,55 21 – 35 – 200 – 400
Polüstürool 2,3 – 3,3 36 – 52 – 1,2 – 2,5
Polümetüül-metakrülaat 2,2 – 3,2 48 – 72 54 – 73 2 – 5,5
Fenool-formaldehüüd 2,8 – 4,8 35 – 62 – 1,5 – 2
Nailon 1,6 – 3,8 76 – 95 45 – 83 15 – 300
Polüester 2,8 – 4,1 48 - 72 59 30 - 300
Temperatuuri mõju polümeeride mehaanilistele omadustele iseloomustab joonis 9-12, kus on toodud
polümetüül-metakrülaadi pinge – deformatsiooni sõltuvused. On näha, et temperatuuridel üle 40
kraadi muutub materjal täiesti plastiliseks.
Amorfsed termoplastid võivad sõltuvalt temperatuurist olla kolmes olekus: klaasitaolises (tahkes),
viskoelastses ja viskoosses (vedelas) olekus. Sulamistemperatuur T m ja klaasistumitemperatuur T g
määratakse nagu klaasidelgi ruumala muutuse alusel sõltuvana temperatuurist. Joonisel 9-13 on
toodud täielikult amorfse (A), osaliselt kristalse (B) ja täielikult kristalse (C) polümeeri sõltuvused.
Osaliselt kristalsel polümeeril esinevad mõlemad temperatuurid. Tavaliselt T g ≈ 2/3 T m , kus T on
Kelvinites.
Mida väiksem on ahelate painduvus ja mida rohkem on ristsidemeid, seda kõrgem on T g . Mida
suurem on molekulmass, seda kõrgemad on mõlemad temperatuurid. Mõnede polümeeride
klaasistumis- ja sulamistemperatuurid on järgmised:
Materjal T g , K T m , K
Polüetüleen (madaltihe) - 110 115
Polütetrafluoretüleen - 97 327
Polüetüleen (kõrgtihe) - 90 137
Nailon 57 265
Polüester 69 265
Polüvinüülkloriid 87 212
Polüstürool 100 240
Allpool klaasistumistemperatuuri on polümeerid veidi elastsed, ülalpool sulamistemperatuuri aga
viskoossed (vedelad). Sulamis- ja klaasistumistemperatuuride vahel on nad aga omapärases olekus,
mis on elastse ja viskoosse oleku vahepealne ning mida nimetatakse viskoelastseks (kummivoolavaks)
olekuks. Deformatsiooni sõltuvus ajast nendes kolmes olekus on esitatud joonisel 9-14.
Joonise a osas on pinge sõltuvus ajast, b, c ja d osas aga deformatsiooni sõltuvus ajast vastavalt
elastses, viskoelastses ja viskoosses materjalis. Viskoelastses materjalis toimub pinge rakendamisel
algul elastne deformatsioon, seejärel hakkab toimuma viskoelastne deformatsioon ja voolamine.
Pinge kadumisel kaob kohe elastne deformatsioon ja aeglaselt viskoelastne deformatsioon.
Voolamise tulemusena tekkinud plastne deformatsioon säilib.
9.5 Polümeeride töötlemine ja kasutamine
Polümeere sünteesitakse madalmolekulaarsetest ainetest (monomeeridest) polümerisatsioonireaktsioonide
abil (peamiselt liitumis- ja kondensatsioonpolümerisatsioon).
Peale selle seisneb nende töötlemine lisandite lisamises ja detailideks vormimises.
46