Модуль упругости при растяжении полиэтилена
- Продукция
- Полиэтилен
Полиэтилен низкого давления (ПЭНД) (полиэтилен высокой плотности)
Наименование
Композиция полиэтилена высокой плотности
Марка
ПЭ2НТ11-9 (аналог зарубежного PE100). Другое применяемое обозначение в России данной марки полиэтилена — ПЭ100
Производитель
«ОАО «Казаньоргсинтез»
ТУ 2243-174-00203335-2007
Способ получения
Газофазный метод сополимеризации этилена при низком давлении на комплексных катализаторах
Назначение
Композиция предназначена для изготовления труб и изготовления соединительных деталей газораспределительных сетей, а также напорных труб и соединительных деталей хозяйственно-питьевого бытового назначения
Физические и химические свойства
Полиэтилен — это пластичный материал, который имеет хорошие диэлектрические свойства и небольшую поглотительную способность. Он физиологически нейтрален, ударостоек, не ломается и не имеет запаха. Обладает низкой газопроницаемостью и паропроницаемостью. Полиэтилен не реагирует со всеми щелочами, растворами каких бы то ни было солей, концентрированной плавиковой и соляной кислотами. Материал устойчив к бензину, алкоголю, маслу, овощным сокам, воде. В органических растворителях не растворим, но может ограниченно в них набухать. Разрушающее действие на полиэтилен оказывают 50% азотная кислота, а также жидкие и газообразные галогены фтор и хлор. Таблица стойкости полиэтилена к различным веществам приведена в приложении Е.
В атмосфере инертного газа и при нагревании в вакууме полиэтилен весьма стоек, но на воздухе при нагревании он может деструктироваться уже при температуре 80°С. К низким температурам до -70 °С устойчив. Солнечная радиация и ультрафиолетовые лучи подвергают полиэтилен фотодеструкции, поэтому в качестве стабилизаторов используются производные бензофенов и сажа. Полиэтилен практически безвреден, так как опасные для здоровья людей вещества в окружающую среду не выделяются. ПЭ2НТ11-9 (аналог зарубежного PE100). Другое применяемое обозначение в России данной марки полиэтилена — ПЭ100.
Переработка полиэтилена происходит легко и всеми методами переработки пластмасс. Очень легко модифицируется. Придать ему свойства каучука, улучшить химическую стойкость и теплостойкость можно с помощью хлорирования, фторирования, бромирования и сульфирования. Повысить эластичность, прозрачность, стойкость к растрескиванию и адгезионные характеристики можно посредством сополимеризации с полярными мономерами и другими олефинами. Для улучшения ударной вязкости и других физических свойств полиэтилен смешивают с сополимерами и другими полимерами. Физические, эксплуатационные и химические свойства полиэтиленов зависят от молекулярной массы и плотности полимеров, поэтому отличаются друг от друга. Например, полиэтилен высокого давления (ПЭВД) значительно мягче, чем полиэтилен низкого давления (ПЭНД), у которого более плотные и жесткие пленки. Прочность при сжатии и растяжении у ПЭНД выше, а сопротивление удара и раздирания, а также проницаемость ниже, чем у ПЭВД.
Высокие прочностные качества имеет сверхмолекулярный полиэтилен, у которого молекулярная масса достигает более 1 000 000 а.е. Эксплуатировать такой полиэтилен можно при температурном диапазоне от -260 до +120 °С. У него низкий коэффициент трения, высокая износостойкость, стойкость к растрескиванию, химическая стойкость в самых агрессивных средах.
Из-за своей высокой плотности полимер, изготовленный при низком давлении, более плотный, теплостойкий, жесткий и твердый. Также он имеет большую устойчивость к растворителям, чем полиэтилен, изготовленный при высоком давлении. Однако ПЭНД менее морозоустойчив, а высокочастотные электрические характеристики немного хуже, чем у ПЭВД, но это не мешает применять полиэтилен, изготовленный с низким давлением как электроизоляционный материал.
По горючести полиэтилен, также как полипропилен, отнесен, согласно стандарту DIN 4102, к классу В: В1 — трудно возгораемые и В2 — нормально возгораемые. Полиэтилен ПЭ100 физиологически безвреден и годен к контакту с пищевыми продуктами.
Таблица химической стойкости полиэтилена
Характеристики материала ПЭ100 (ПЭ2НТ11-9) (по данным производителя)
| Наименование показателей | Норма |
|---|---|
| Плотность(кг/м³) | |
| При 23ºС | 954-960 |
| При 20ºС | 956-962 |
| Показатель текучести расплава (индекс расплава) при 190ºС г/10 мин | |
| а) при нагрузке 212Н (21,6 кг*с) | 5-7 |
| б) при нагрузке 49Н (5 кг*с), не менее | 0,1 |
| Предел текучести при растяжении, МПа, (кгс/см²), не менее | 21 |
| Относительное удлинение при разрыве, %, не менее | 500 |
| Массовая доля технического углерода (сажи), % | 2,0-2,5 |
| Массовая доля летучих веществ, мг/кг, не более | 350 |
| Тип распределения технического углерода (сажи) | I — II |
| Термостабильность при 200ºС, мин., не менее | 20 |
| Стойкость к медленному распространению трещин при 80ºС и начальном напряжении в стенке трубы 4,6 МПа, не менее (на трубах d110 с SDR 11 или d160 мм с SDR 11) | 165 500 |
| Стойкость к газовым составляющим при 80ºС и начальном напряжении в стенке трубы 2 МПа, (на трубах d32 мм с SDR 11), не менее | 20 |
| Стойкость к быстрому распространению трещин при 0ºС при максимальном рабочем давлении трубопровода более 0,4 МПа | |
| Маломасштабный метод на трубах d110 с SDR 11, критическое давление, не менее | МОР/2,4-0,072 |
| Полномасштабный метод на трубах d160 мм, критическое давление, не менее | МОРх1,5 |
| Стойкость при постоянном внутреннем давлении при 20ºС на трубах d32 мм с SDR 11при начальном напряжении | |
| не менее 12,4 МПа | 100 |
| не менее 11,6 МПа | 2500 |
| Нижний доверительный предел длительной прочности (минимальная длительная прочность (MRS)) МПа, не менее | 10 |
Значения следующих характеристик (не указанных производителем) рекомендуется принимать не хуже значений полиэтилена марки 273-79, сорт первый согласно ГОСТ 16338-85
| Наименование показателей | Норма |
|---|---|
| Температура хрупкости ºС, не выше | -70ºС (-120ºС согласно ГОСТ) |
| Модуль упругости при изгибе, МПа | 685-880 |
| Отношение ПТР21/ПТР5 | 20-45 |
| Температура плавления, °С | 125-132 |
| Температура размягчения по Вика в воздушной среде, °С | 120-125 |
| Разрушающее напряжение при изгибе, МПа | 19,0-35,0 |
| Прочность при разрыве МПа (кгс/см2), не менее | 20,6(210) |
| Диэлектрическая проницаемость при частоте 1010 Гц | 2,32-2,36 |
| Удельная теплоемкость при 20-25 °С, Дж/кг×°С | 1680-1880 |
| Теплопроводность, В/(м×°С) | (41,8-44)×10-2 |
Другие основные характеристики полиэтилена ПЭ80, ПЭ100 согласно данным мировых производителей полиэтилена
| Наименование показателей | Норма |
|---|---|
| Рекомендуемая температура окружающей среды при применении, ºС | От -50ºС до +60ºС (кратковременно до +80 ºС) |
| Модуль упругости при растяжении (модуль Юнга), МПа | 900 (ПЭ100);800 (ПЭ80) |
| Ударная прочность, кДж/м² | Без разрыва |
| Коэффициент теплового расширения, 1/ºС | 0,15-0,19 |
Оставьте заявку и мы проконсультирует Вас по стоимости и срокам изготовления
Источник
Дата введения 1982-07-01
Постановлением государственного комитета СССР по стандартам от 26 августа 1981 г. N 4058 дата введения установлена 01.07.82
Ограничение срока действия снято по протоколу N 5-94 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11-12-94)
ВЗАМЕН ГОСТ 9550-71
ИЗДАНИЕ (май 2004 г.) с Поправкой (ИУС 11-89).
Настоящий стандарт распространяется на пластмассы и устанавливает методы определения модуля упругости при растяжении, сжатии и изгибе.
Стандарт не распространяется на ячеистые пластмассы и пленки из пластмасс.
Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 2345-80.
Термины, применяемые в настоящем стандарте, и их пояснения приведены в приложении.
1. МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДУЛЯ УПРУГОСТИ ПРИ РАСТЯЖЕНИИ
1.1. Сущность метода
Сущность метода заключается в определении модуля упругости при растяжении как отношения приращения напряжения к соответствующему приращению относительного удлинения, установленному настоящим стандартом.
1.2. Отбор образцов
1.2.1. Для испытания применяют образцы по ГОСТ 11262-80.
1.2.2. Количество образцов, взятых для испытания одной партии материала, а для анизотропных материалов в каждом из выбранных направлений, должно быть не менее 3.
1.3. Аппаратура
Для проведения испытания применяют аппаратуру по ГОСТ 11262-80, при этом испытательная машина должна обеспечивать скорость раздвижения зажимов (1,0±0,5)% в минуту, а прибор для измерения удлинения должен обеспечивать измерение с погрешностью не более 0,002 мм.
1.4. Подготовка к испытанию
1.4.1. Перед испытанием образцы кондиционируют в стандартной атмосфере по ГОСТ 12423-66 не менее 16 ч, если в нормативно-технической документации на конкретную продукцию нет других указаний.
1.4.2. Перед испытанием измеряют толщину и ширину образца по ГОСТ 11262-80.
1.5. Проведение испытания
1.5.1. Испытание проводят при температуре и относительной влажности, указанных в нормативно-технической документации на конкретную продукцию.
Если в нормативно-технической документации на конкретную продукцию нет других указаний, то испытание проводят в соответствии с ГОСТ 12423-66 при температуре (23±2) °С и относительной влажности (50±5)%.
1.5.2. Образец закрепляют в машину так, чтобы продольные оси зажимов и ось образца совпадали с линией, соединяющей точки крепления зажимов на испытательной машине.
1.5.3. На образце, закрепленном в зажимах, проводят установку и настройку прибора для измерения удлинения.
1.5.4. Образец нагружают при скорости раздвижения зажимов испытательной машины, обеспечивающей скорость деформации образца (1,0±0,5)% в минуту. Нагружение осуществляют до величины относительного удлинения 0,5%.
Если образцы разрушаются до достижения относительного удлинения 0,5%, нагружение проводят до меньшей величины деформации, установленной в нормативно-технической документации на конкретную продукцию.
1.5.5. Графическую запись нагрузки и деформации проводят в следующем масштабе:
100-150 мм на диаграмме должно соответствовать 0,4% относительного удлинения;
не менее 100 мм на диаграмме должно соответствовать приращению нагрузки, соответствующему увеличению относительного удлинения на 0,4%.
1.6. Обработка результатов
1.6.1. По диаграмме определяют значения нагрузки, соответствующие величинам относительного удлинения 0,1 и 0,3%. Допускаются меньшие значения относительного удлинения для образцов, предусмотренных в п.1.5.4.
1.6.2. Модуль упругости при растяжении () в МПа вычисляют по формуле
,
где — нагрузка, соответствующая относительному удлинению 0,3%, Н;
— нагрузка, соответствующая относительному удлинению 0,1%, Н;
— расчетная длина образца, мм;
— площадь начального поперечного сечения образца, мм;
— удлинение, соответствующее нагрузке , мм;
— удлинение, соответствующее нагрузке ,
мм.
1.6.3. За результат испытания принимают среднеарифметическое значение всех параллельных определений.
1.6.4. Величину стандартного отклонения вычисляют по ГОСТ 14359-69.
1.6.5. Результаты испытания записывают в протокол, который должен содержать следующие данные:
наименование и марку пластмассы и номер партии;
метод испытания;
наименование испытательной машины;
тип и марку прибора для измерения деформации;
условия проведения испытания (скорость нагружения, температура, графическая запись и т.д.);
тип испытуемого образца (форма, размеры);
условия подготовки испытуемого образца;
количество образцов, взятых для испытания;
среднеарифметическое определяемого показателя и стандартное отклонение;
дату испытания;
обозначение настоящего стандарта.
2. МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДУЛЯ УПРУГОСТИ ПРИ СЖАТИИ
2.1. Сущность метода
Сущность метода заключается в определении модуля упругости при сжатии как отношения приращения напряжения к соответствующему приращению относительной деформации сжатия, установленному настоящим стандартом.
2.2. Отбор образцов
2.2.1. Для испытания применяют образцы по ГОСТ 4651-82. База измерения деформации должна составлять не менее 10 мм и не более высоты образца при измерении деформации прибором, установленным на образце.
При изготовлении образцов из изделий толщиной менее 5 мм используют образцы в форме прямоугольных пластин размерами (80±2)х(10,0±0,5) мм, а толщина образца равна толщине изделия. Для армированных пластмасс ширина образцов равна (15,0±0,5) мм. Для предотвращения потери устойчивости при испытании таких образцов применяют приспособление (черт.1).
Черт.1. Приспособление для испытания на сжатие образцов толщиной менее 5 мм
Приспособление для испытания на сжатие образцов толщиной менее 5 мм
Черт.1
2.2.2. Количество образцов должно соответствовать п.1.2.2.
2.3. Аппаратура
Для проведения испытания применяют аппаратуру по ГОСТ 4651-82, при этом испытательная машина должна обеспечивать скорость сближения опорных площадок со скоростью деформации образца (1,0±0,5)% в минуту, а прибор для измерения деформации сжатия должен обеспечивать измерение с погрешностью не более 0,002 мм.
2.4. Подготовка к испытанию
2.4.1. Перед испытанием образцы кондиционируют в стандартной атмосфере по ГОСТ 12423-66 не менее 16 ч, если в нормативно-технической документации на конфетную продукцию нет других указаний.
2.4.2. Перед испытанием измеряют размеры образцов по ГОСТ 4651-82.
2.5. Проведение испытания
2.5.1. Испытания проводят при температуре и относительной влажности, указанных в п.1.5.1.
2.5.2. Образец устанавливают на опорных плитах испытательной машины так, чтобы продольная ось образца совпадала с направлением действия силы.
2.5.3. Устанавливают прибор для измерения деформации. Деформацию при сжатии определяют измерением расстояния между площадками или по изменению базы на образце (см. п.2.2.1).
2.5.4. Образец нагружают при скорости сближения площадок испытательной машины, обеспечивающей скорость деформации образца (1,0±0,5)% в минуту. Нагружение осуществляют до величины деформации 0,5%.
Если образцы разрушаются до достижения относительной деформации 0,5%, нагружение осуществляют до меньшей величины деформации, установленной в нормативно-технической документации на конкретную продукцию.
2.5.5. Графическую запись нагрузки и деформации проводят в соответствии с п.1.5.5 при значениях относительной деформации сжатия, равных значениям относительного удлинения, указанных в п.1.5.5.
2.6. Обработка результатов
2.6.1. По диаграмме определяют значения нагрузки, соответствующие величинам относительной деформации 0,1 и 0,3%.
Допускаются меньшие значения относительной деформации при сжатии для образцов, предусмотренных в п.2.5.4.
2.6.2. Модуль упругости при сжатии () в МПа вычисляют по формуле
,
где — нагрузка, соответствующая относительной деформации 0,3%, Н;
— нагрузка, соответствующая относительной деформации 0,1%, Н;
— начальная высота образца или базы, мм;
— площадь начального поперечного сечения образца, мм;
— изменение высоты или базы, соответствующее нагрузке , мм;
— изменение высоты или базы, соответствующее нагрузке, ,
мм.
2.6.3. За результат испытания принимают среднеарифметическое значение всех параллельных определений.
2.6.4. Величину стандартного отклонения вычисляют, как указано в п.1.6.4.
2.6.5. Результаты испытания оформляют протоколом, как указано в п.1.6.5.
3. МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДУЛЯ УПРУГОСТИ ПРИ ИЗГИБЕ
3.1. Сущность метода
Сущность метода заключается в определении модуля упругости при изгибе как отношения приращения напряжения к соответствующему приращению относительной деформации, установленному настоящим стандартом.
3.2. Отбор образцов
3.2.1. Для испытания применяют образцы по ГОСТ 4648-71.
3.2.2. Количество образцов должно соответствовать п.1.2.2.
3.3. Аппаратура
Для проведения испытания применяют аппаратуру по ГОСТ 4648-71, при этом испытательная машина должна обеспечивать скорость сближения нагружающего наконечника и опор, соответствующую скорости деформации образца (1,0±0,5)% в минуту, а прибор для измерения деформации образца должен обеспечивать измерение с погрешностью не более 0,01 мм.
3.4. Подготовка к испытанию
3.4.1. Перед испытанием образцы кондиционируют в стандартной атмосфере по ГОСТ 12423-66 не менее 16 ч, если в нормативно-технической документации на конкретную продукцию нет других указаний.
3.4.2. Перед испытанием измеряют размеры образцов по ГОСТ 4648-71.
3.5. Проведение испытания
3.5.1. Испытания на изгиб проводят двумя методами:
А — при нагружении по трехточечной схеме (черт.2);
Б — при нагружении по четырехточечной схеме (черт.3).
Черт.2. Трехточечная схема нагружения при изгибе
Трехточечная схема нагружения при изгибе
Метод А
Черт.2
Черт.3. Четырехточечная схема нагружения при изгибе
Четырехточечная схема нагружения при изгибе
Метод Б
— нагрузка; — расстояние между опорами; — прогиб; — эпюра момента
Черт.3
При методе А испытуемый образец нагружают наконечником в середине расстояния между опорами.
При методе Б испытуемый образец нагружают парой наконечников, расположенных в средней трети расстояния между опорами.
Выбор метода предусматривается в нормативно-технической документации на конкретную продукцию.
Прогиб измеряют:
в методе А — в середине расстояния между опорами (черт.2). Величину прогиба оценивают по величине перемещения подвижной части нагружающего устройства;
в методе Б — в соответствии с черт.3.
3.5.2. Испытания проводят при температуре и относительной влажности, указанных в п.1.5.1.
3.5.3. Расстояние между опорами () устанавливают в зависимости от толщины образца () от 15 до 17 мм и измеряют с погрешностью не более 0,5%.
3.5.4. На образце, лежащем на опорах, осуществляют установку и настройку прибора для измерения прогиба.
3.5.5. Образцы нагружают при скорости сближения нагружающего наконечника и опор, обеспечивающей скорость деформации образца (1,0±0,5)% в минуту.
Нагружение осуществляют до величины относительной деформации крайних волокон 0,5%.
Относительную деформацию крайних волокон () вычисляют по формуле
для метода А
;
для метода Б
,
где — значение прогиба, мм;
— толщина образца, мм;
— расстояние между опорами, мм.
Если образцы разрушаются до достижения относительной деформации крайних волокон 0,5%, нагружение осуществляют до меньшей величины деформации, установленной в нормативно-технической документации на конкретную продукцию.
3.5.6. Графическую запись нагрузки и деформации проводят в соответствии с п.1.5.5 при значениях прогиба, соответствующих значениям относительной деформации крайних волокон, указанных в п.1.5.5.
3.6. Обработка результатов
3.6.1. По диаграмме определяют значения нагрузки и прогиба, соответствующие значениям относительной деформации крайних волокон 0,1 и 0,3%.
Допускаются меньшие значения относительной деформации при изгибе для образцов, предусмотренных в п.3.5.5.
3.6.2. Модуль упругости при изгибе () в МПа вычисляют по формуле
для метода А
;
для метода Б
,
где — расстояние между опорами, мм;
— нагрузка при величине относительной деформации крайних волокон 0,3%, Н;
— нагрузка при величине относительной деформации крайних волокон 0,1%, Н;
— ширина образца, мм;
— толщина образца, мм;
— прогиб образца, соответствующий относительной деформации крайних волокон 0,3%, мм;
— прогиб образца, соответствующий относительной деформации крайних волокон 0,1%, мм
.
3.6.3. За результат испытания принимают среднеарифметическое значение всех параллельных определений.
3.6.4. Величину стандартного отклонения вычисляют, как указано в п.1.6.4.
3.6.5. Результаты испытания оформляют протоколом, как указано в п.1.6.5.
ПРИЛОЖЕНИЕ (справочное). Термины, применяемые в настоящем стандарте, и их пояснения
ПРИЛОЖЕНИЕ
Справочное
Понятие | Обозначение | Единица измерения | Определение |
Модуль упругости | МПа | Мера жесткости материала, характеризующаяся сопротивлением развитию упругих деформаций. | |
при растяжении | МПа | Модуль упругости определяют как отношение приращения напряжения к соответствующему приращению деформации | |
при сжатии | МПа | ||
при изгибе | МПа | ||
2. Скорость деформации | мин | Изменение относительной деформации растяжения или сжатия в единицу времени. Скорость деформации при растяжении и сжатии определяют как отношение скорости перемещения подвижного элемента испытательной машины () к длине образца между кромками зажимов или сжимающими площадками. При изгибе вычисляют по формуле для метода А ; для метода Б , где — скорость относительной деформации крайних волокон образца, равная 0,01 мин; — расстояние между опорами, мм; — толщина образца, мм. |
ПРИЛОЖЕНИЕ. (Поправка).
Текст документа сверен по:
официальное издание
М.: ИПК Издательство стандартов, 2004
Источник