בדיקות מתח של פולימרים

Overview

מקור: רוברטו ליאון, המחלקה להנדסה אזרחית וסביבתית, וירג'יניה טק, בלקסבורג, VA

חומרים פולימריים נמצאים בשימוש נרחב במבנים אזרחיים, עם שימושים החל חומרי איטום רכים מאוד צינורות נוקשים יותר במערכות מים ושפכים. ההגדרה הבסיסית ביותר של פולימר היא מבנה מולקולרי עם תת-units חוזרים. המונח פולימר מגיע מיוונית, שם "פולי" פירושו רבים, ו "-מר" פירושו יחידה בסיסית. מונומרים, או mers יחיד, הם היחידות החוזרות הספציפיות. עם פולימרים, המבנה, כולל אורך עמוד השדרה של הפחמן ואת הגמישות המשתנה, יכתיב את המאפיינים של הפולימר. פולימרים מסווגים ל-3 קטגוריות משנה: פלסטיק, אלסטומרים ופולימרים קשיחים של מוטות. הפלסטיק מחולק עוד יותר תרמוסטים, אשר אינם מתרככים על חימום, תרמופלסטיקה, אשר מתרככים כאשר מחומם ומתקשים על קירור. בנוסף, תרמופלסטיק הם בעיקר פולימרים ליניאריים או מסועפים עם מעט מאוד קשרים, בעוד התרמוסטים מציגים מבנה תלת-ממדי ויש להם קישור צולב נרחב. אלסטומרים, או גומי, הם שרשראות ארוכות ומפותלות וניתן למתוחם עד פי שניים מהאורך המקורי, אך יתכווצו בחזרה לגודל המקורי בעת שחרורם, בעוד שפולימרי מוט נוקשים אינם נמתחים והם מבנים גבישיים חזקים.

במעבדה זו, נבחן מספר חומרים פולימריים שונים, כולל פוליאתילן בצפיפות גבוהה (HDPE), פוליוויניל כלורידים (PVC), ניילון ומתיל מתקרילט (אקריליק) על מנת להבין את הרוחב והמגוון של עקומות זן הלחץ עבור חומרים אלה וכיצד תכונותיהם המכניות משפיעות על הביצועים שלהם.

Procedure
  1. השג דגימות מתיחה אופייניות של חומרים אקריליים, ניילון, HPDE ו- PVC פולימריים.
  2. באמצעות מיקרומטר, למדוד את הרוחב והעובי במספר מיקומים לאורך הפיר של כל דגימה כדי לקבוע את הממדים חתך הממוצע. רשום את הרוחב והעובי הנמדדים הממוצעים של כל דגימה בגליון הנתונים.
  3. מניחים את הדגימה באחיזות. ודא שלפחות 80% מכל קצה מחובר היטב לאחיזות, מה שיעזור להבטיח החלקה במהלך פעולת הטעינה. נייר זכוכית עשוי לשמש גם (צד חצץ לכיוון המדגם) כדי לשפר את אחיזת המדגם.
  4. מדוד את אורך הדגימה בין האחיזות. ערך זה הוא אורך gage וישמש לחישוב המתח.

    Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Results

כשלים אופייניים לחומרים אלה מוצגים בתאנה א ' עד איור 4. תמונה 1 מראה את התקדמות הכישלון בפוליאתילן, עם צוואר ראשוני והתקדמות לאחר מכן של צוואר למעלה ולמטה הדגימה כמו השרשראות הפולימריות uncoil. חומר פוליאתילן בצפיפות גבוהה, אם נטען לאט, יכול להימתח עד פי כמה מאורכו ההתחלתי (אי?...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Application and Summary

תמונה 9 מראה את השונות הגדולה במאפייני עיוות עומס עבור מספר פולימרים. ההתנהגות נעה בין חזק לחלוטין, אלסטי שביר עבור דגימת אקריל רך, ויסקו-אלסטי מאוד וצינורי מאוד עבור HDPE. אלה משקפים את המאפיינים הקיצוניים של תרמוסטים (אקריליק) תרמופלסטי (HDPE, ניילון ו- PVC). מעניין לציין כי PVC, אשר משמש לעתים קר?...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Tags

Skip to...

0:08

Overview

1:26

Principles of Uniaxial Tensile Tests for Polymers

2:43

Uniaxial Tensile Test for Polymers

5:09

Results

7:30

Applications

8:23

Summary

Videos from this collection:

article

Now Playing

בדיקות מתח של פולימרים

Structural Engineering

25.0K Views

article

קבועי חומרים

Structural Engineering

23.3K Views

article

מאפייני מתח-מתח של פלדות

Structural Engineering

108.0K Views

article

מאפייני מתח-מאמץ של אלומיניום

Structural Engineering

87.7K Views

article

בדיקת השפעה צ'רפיה של פלדות מגולגלות קרות וחמות בתנאי טמפרטורה מגוונים

Structural Engineering

32.0K Views

article

בדיקת קשיות רוקוול והשפעת הטיפול על פלדה

Structural Engineering

28.1K Views

article

כיווץ עמודי פלדה

Structural Engineering

35.9K Views

article

דינמיקה של מבנים

Structural Engineering

11.4K Views

article

עייפות של מתכות

Structural Engineering

40.0K Views

article

בדיקת מתח של חומרים פולימריים מחוזקים בסיבים

Structural Engineering

14.3K Views

article

אגרגטים לתערובות בטון ואספלטיות

Structural Engineering

11.9K Views

article

בדיקות על בטון טרי

Structural Engineering

25.6K Views

article

בדיקות דחיסה על בטון מוקשח

Structural Engineering

14.9K Views

article

בדיקות של בטון מוקשח במתח

Structural Engineering

23.4K Views

article

בדיקות על עץ

Structural Engineering

32.8K Views

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved