Quelle: Roberto Leon, Department of Civil and Environmental Engineering, Virginia Tech, Blacksburg, VA

Polymere Werkstoffe sind in zivilen Strukturen mit Verwendung von sehr weichen Dichtungen bis hin zu mehr starre Rohre in Wasserleitungen und Kanalisation verbreitet. Die grundlegende Definition eines Polymers ist eine molekulare Struktur mit sich wiederholenden Untereinheiten. Der Begriff Polymer stammt aus dem griechischen, wo "Poly" bedeutet viele, und "-Mer" bedeutet Grundeinheit. Monomere oder einzelne Mers sind spezifische Wiederholungseinheiten. Mit Polymeren bestimmen die Struktur, einschließlich der Länge der Kohlenstoff-Rückgrat und die unterschiedliche Flexibilität die Eigenschaften des Polymers. Polymere sind in 3 Unterkategorien eingeteilt: Kunststoffe, Elastomere und steife Rute Polymere. Kunststoffe sind weiter in Duroplaste, unterteilt die nicht erweichen, auf Heizung und Thermoplaste, die weich zu tun, wenn erhitzt und beim Abkühlen erhärten. Thermoplaste sind darüber hinaus meist lineare oder verzweigte Polymere mit wenig bis keine Vernetzung, während Duroplaste 3D Struktur aufweisen und umfangreiche Vernetzung haben. Elastomere oder Beläge sind lang, Ketten gewickelt und kann zweimal der ursprünglichen Länge gedehnt werden, aber wird wieder auf die ursprüngliche Größe Wenn freigegeben, während steife Rute Polymere nicht Strecken und sind stark, kristalline Strukturen schrumpfen.

In diesem Labor untersuchen wir verschiedene Polymere Materialien, einschließlich high-Density Polyethylen (HDPE), Polyvinyl Chloride (PVC), Nylon und Methylmethacrylat (Acryl) um zu verstehen, die Breite und Vielfalt der Spannungs-Dehnungs Kurven für diese Materialien und wie ihre mechanischen Eigenschaften ihrer Leistung beeinflussen.

1. Erhalten Sie typische Zugstäbe aus Acryl, Nylon, HPDE und PVC polymerer Werkstoffe.
2. Messen Sie ein Mikrometer die Breite und Dicke an mehreren Standorten entlang der Welle von jeder Probe die durchschnittliche Querschnittsmaßen bestimmen. Datensatz die durchschnittliche gemessene Breite und Dicke von jeder Probe auf dem Datenblatt.
3. Legen Sie die Probe in den Griff. Stellen Sie sicher, dass mindestens 80 % von jedem Ende, die Griffe fest ist die hilft gegen Verrutschen während des Ladevorgangs zu gewährleisten. Schlei

Typische Fehler für diese Materialien sind in Abb. 1 bis Abb. 4 gezeigt. Abb. 1 zeigt den Verlauf des Scheiterns in einem Polyethylen, mit einer anfänglichen Einschnürung und weiteren Fortschreiten der Einschnürung nach oben und unten die Probe wie die Polymeren Ketten wickeln. Polyethylen hoher Dichte Material, Strecken kann langsam geladen, mehrmals seine Ausgangslänge (Abb. 2). PVC, auf der anderen Seite zeigt eine ähnliche Fehler Progression, aber mit viel geringere Duktilität ...

Abb. 9 zeigt die große Variation in Last-Verformungsverhalten für verschiedene Polymere. Das Verhalten reicht von rein stark, elastisch und spröde für Acryl Probe bis weich, hoch Visco-elastisch und sehr dehnbar für die HDPE. Diese spiegeln die extremen Eigenschaften von Duroplasten (Acryl), Thermoplast (HDPE, Nylon und PVC). Es ist interessant festzustellen, dass die PVC, die häufig in verwendet wird fertig und in unseren Gebäuden und Wohnungen Torten, eine gute Balance von Kraft, Viskoelastizität und Plastizi...