Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние вопроса и задачи исследования 10
1.1 Классификация пенопластов 10
1.2 Ячеистая структура ППУ и методы ее оценки 14
1.3 Физико-механические свойства ППУ 17
1.3.1 Механические характеристики ППУ 17
1.3.2 Ползучесть, остаточная деформация и релаксация напряжения ППУ 27
1.3.3 Влияние температуры на механические
характеристики ППУ 30
1.4Физико-химические свойства! 111У 34
1.5 Прогаозирование физических и механических характеристик пенопластов при старении 40
1.5.1 Закономерности разрушения и деформирования пенопластов при длительном нагружении 40
1.5.2 Тепловое старение жестких пенополиуретанов 43
1.5.3 Атмосферостойкость пенополиуретанов 46
1.6 Применение пенополиуретана в строительстве * 49
1.7 Выводы 56
2 Методические вопросы 59
2.1 Объекты исследований 59
2.1.1 Выбор утеплителя 59
2.1.2 Выбор жидких агрессивных сред 60
2.1.3 Изготовление образцов 60
2.2 Приборы и приспособления для механических испытаний пенопластов 62
2.2.1 Стенд для испытаний при центральном поперечном изгибе 62
2.2.2 Установка для испытаний на сжатие 64
2.2.3 Установка для испытаний на пенетрацию 65
2.3 Приборы и приспособления для физико-химических и климатических испытаний пенопластов 66
2.3.1 Стенд для длительных статических испытаний пенопластов в натурных условиях 66
2.3.2 Приспособления для циклических испытаний 67
2.3.3 Установка для определения прочности клеевых соединений пенополиуретана с различными материалами 67
2.3.4 Прибор для определения коэффициента линейного термического расширения 67
2.3.5 Установка для УФ-облучения 69
2.3.6 Установка для теплового старения пенополиуретана 70
2.3.7 Изучение структуры ППУ оптическим методом 71
2.4 Способы получения и обработки экспериментальных данных 72
2.4.1 Определение основных параметров работоспособности при разрушении и деформировании 72
2.4.2 Применение метода графоаналитического дифференцирования для определения коэффициентов уравнения Аррениуса при пенетрации 74
2.4.3 Обработка экспериментальных данных при физико-химических и климатических испытаниях 77
2.4.4 Расчет геометрических коэффициентов, характеризующих работу ячеистой структуры при различных видах нагружения 80
2.4.5 Статистическая обработка экспериментальных данных 80
2.5 Выводы 82
3 Закономерности разрушения и деформирования пенополиуретана 83
3.1 Особенности механического поведения пенополиуретана при длительном нагружении 83
3.2 Влияние структуры на закономерности разрушения и долговечность пенополиуретана 85
3.3 Влияние структуры на закономерности деформирования и долговечность пенополиуретана 92
3.3.1 Определение остаточной деформации 92
3.3.2 Влияние степени сжатия на структуру и коэффициенты, определяющие долговечность пенополиуретана 94
3.4 Особенности механического поведения пенополиуретана при испытаниях пенетрацией 104
3.5 Выводы 111
4 Влияние физико-химических и атмосферных воздействий на структуру и долговечность пенополиуретана 113
4.1 Влияние жидких активных сред на механические и теплофизические характеристики пенополиуретана 113
4.2 Влияние колебаний температуры и влажности на долговечность пенополиуретана 116
4.3 Влияние циклических температурно-влажностныхвоздействий на прочностные и деформационные характеристики пенополиуретана 119
4.4 Влияние УФ-облучения на структуру и долговечность пенополиуретанов 123
4.5 Влияние длительного теплового воздействия на структуру и долговечность пенополиуретанов 131
4.6 Влияние циклических температурно-влажностных воздействий на прочность клеевого крепления пенополиуретана при дополнительной теплоизоляции < строительных конструкций 137
4.7 Определение коэффициента линейного термического расширения пенополиуретана 140
4.8 Определение коэффициента линейного термического расширения пенополиуретана в комбинациях с различными материалами 142
4.9 Выводы 143
5 Определение долговечности пенополиуретана и способы ее повышения в строительных изделиях 146
5.1 Технические характеристики и область применения исследуемых пенополиуретанов 146
5.2 Конструктивные и технологические приемы повышения долговечности строительных изделий из пенополиуретана 148
5.3 Методика прогнозирования долговечности утеплителя 150
5.4 Примеры определения долговечности пенополиуретана в конструкциях утепления 151
5.5 Определение долговечности пенополиуретана в конструкциях утепления при помощи диаграмм 160
5.6 Выводы 162
Основные выводы 164
Список используемых источников
- Классификация пенопластов
- Приборы и приспособления для механических испытаний пенопластов
- Особенности механического поведения пенополиуретана при длительном нагружении
- Влияние жидких активных сред на механические и теплофизические характеристики пенополиуретана
Введение к работе
Актуальность работы. Строительство - крупный потребитель жестких пенополиуретанов (ППУ). Пенополиуретанами заполняют пустотелые плиты, стеновые блоки на заводе или непосредственно на стройке, напыляют ППУ на строительные конструкции (наружные стены, бетонные блоки, трубы и т.д.), заливают в емкости или герметизируют стыки панелей. Плиточные ППУ широко используют для теплоизоляции крыш и наружных стен, так как они слабо возгораются и выделяют мало запаха и дыма.
Однако опыт применения ППУ в строительстве показывает его сравнительно малую долговечность по отношению к другим материалам строительных конструкций. Так, нередко, в ходе эксплуатации зданий и сооружений приходится не один раз менять дополнительное утепление, которое со временем приходит в негодность. Все это приводит к большим экономическим затратам, а иногда просто невозможно без демонтажа конструкций.
Исследованию длительной работоспособности ППУ посвящено немного работ, и нет общей методики прогнозирования его долговечности и единых рекомендаций по увеличению срока эксплуатации в строительных изделиях.
Актуальность данной работы обусловлена необходимостью уточнения методики прогнозирования и разработки технологических способов повышения долговечности утеплителя из пенополиуретана в строительных изделиях. Для этого следует рассмотреть закономерности разрушения и деформирования ППУ, которые определяются достижением предельных состояний при сочетании различных нагрузок, температур и времени их действия. Также необходимо знать изменение во времени механических, теплофизических, адгезионных свойств данного утеплителя при действии различных эксплуатационных факторов.
Испытания проводились с позиции кинетической термофлуктуационной концепции разрушения и деформирования.
Целью работы является уточнение методики прогнозирования долговечности утеплителя с позиции кинетической концепции механического по-
ведения твердых тел и разработка технологических способов ее повышения на примере пенополиуретана в строительных изделиях различного назначения.
Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
при вариации заданных постоянных напряжений и температур исследовать закономерности разрушения и деформирования пенополиуретана;
изучить влияние ячеистой макроструктуры и химической микроструктуры полимера-основы на долговечность пенополиуретана;
изучить влияние агрессивных жидкостей, климатических факторов, УФ-облучения и высокотемпературного старения на долговечность (работоспособность) пенополиуретана;
в зонах крепления утеплителя к строительным конструкциям изучить теплофизические и адгезионные свойства;
на основании полученных результатов исследований уточнить методику прогнозирования и предложить способы повышения долговечности утеплителя из пенополиуретана в различных строительных изделиях.
Научная новизна и отличительные особенности результатов^ полученных в диссертационной работе, состоят в следующем:
выявлены термофлуктуационные закономерности разрушения и деформирования пенополиуретана при разных видах нагружения;
установлено влияние химической структуры полимера-основы и ячеистой структуры на физические константы и эмпирические коэффициенты, определяющие долговечность пенополиуретана;
изучено влияние различных эксплуатационных воздействий (агрессивных сред, климатических факторов, УФ-облучения и высокотемпературного старения) на долговечность пенополиуретана;
получены эмпирические поправки, учитывающие действие неблагоприятных факторов внешней среды на долговечность пенополиуретанов;
уточнена методика прогнозирования и предложены технологические
способы повышения долговечности утеплителя из пенополиуретана в строительных изделиях.
Достоверность полученных результатов и выводов по работе обеспечена проведением экспериментов с достаточной воспроизводимостью на поверенном оборудовании, необходимым количеством повторных испытаний, применением статистических методов обработки результатов, а также сравнением результатов экспериментов с данными других авторов.
Практическое значение. Предложена методика прогнозирования долговечности утеплителя из пенополиуретана в строительных изделиях. Даны рекомендации для увеличения срока службы ППУ в зависимости от конструкции утепления и режима его эксплуатации.
Внедрение результатов.
Результаты работы внедрены: в ЗАО «Проект-сервис» (г. Тамбов, Мор-шанское шоссе, 23а); в НТЦС ТГТУ (г. Тамбов, ул. Советская, 106).
Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на V Международной конференции «Научно-технические проблемы прогнозирования надежности и долговечности конструкций и методы их решения» (Санкт-Петербург 2003); II, IV Международной научно-технической конференции «Эффективные строительные конструкции. Теория и практика» (Пенза 2003, 2005); VII - XII научных конференциях ТГТУ (Тамбов 2003-2006); Международной научно-технической конференции «Композиционные строительные материалы. Теория и практика» (Пенза 2004); Международной научно-практической конференции «Прогрессивные технологии развития» (Тамбов 2004); Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы в строительстве и архитектуре» (Самара 2004); Десятых академических чтениях отделения строительных наук РААСН «Достижения, проблемы и перспективные направления развития теории и практики строительного материаловедения» (Казань 2006).
Публикации. Основные положения и результаты диссертации отражены в 12 опубликованных работах, в том числе 2 статьи опубликованы в жур-
налах из перечня ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, определенных ВАК РФ. Автор защищает:
результаты исследования влияния ячеистой структуры, химического состава полимера-основы, вида нагружения, УФ-облучения, высокотемпературного старения, агрессивных сред и температурно-влажностных воздействий на физические константы и эмпирические коэффициенты, определяющие долговечность пенополиуретана;
результаты исследования влияния вида комбинированных соединений ППУ с различными материалами полученных в процессе производства строительных изделий на коэффициент линейного термического расширения;
результаты исследования влияния климатических факторов на прочность клеевого шва между ППУ и другими материалами;
методику прогнозирования долговечности пенополиуретана в строительных изделиях.
практические рекомендации по выбору марки утеплителя из пенополиуретана и технологические мероприятия для увеличения его срока службы в строительных изделиях.
Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов, содержит 182 страницы, в том числе 138 страниц машинописного текста, 31 таблицу, 16 рисунков, список литературы из 118 наименований и 3 приложения.
Классификация пенопластов
Ячеистые полимеры (пенопласта) представляют собой многофазные материалы, состоящие из полимерной матрицы и подвижной фазы, чаще всего газовой [1,2,6,7,16,27].
Пенопласта можно получить из большинства существующих полимеров. В зависимости от вида полимера их подразделяют на: - термопластичные - изготовленные из полимеров с линейной структурой (полистирол, поливинилхлорид, полиэтилен, полипропилен и др-); - термореактивные - изготовленные из полимеров с пространст венной структурой (полиуретан, полимерные композиции из фенолофор мальдегидных, эпоксидных и других смол) [1,2,16,27].
По структуре пеноматериалы разделяются на закрытопористые, когда газ в ячейке изолирован от газовой фазы соседних ячеек полимерными стенками и открытопористые (поропласти) - ячейки в макроструктуре являются взаимосвязанными. На практике же подобное разграничение оказывается весьма условным, что связано с особенностями технологического процесса [2,7,28,47].
Соотношение газовой и твёрдой фаз в пенопластах характеризуется показателем кажущейся плотности -р. Из номинальных значений этого показателя пенопласты подразделяют на: - сверхлёгкие (р 10 кг/м ); - лёгкие (р = 10 - 500 кг/м3); - облегчённые (кажущаяся плотность превышает 0,5 значения плотности исходного полимера); - интегральные (структурные) - чётко выраженный градиент плотности, возрастающий от середины к поверхности образца; - синтактные (наполненные), представляющие собой газонапол ненные облегчённые компаунды, средняя плотность которых складывается из плотностей полимерного связующего и материала оболочки полого мик ро- или макросферического наполнителя, а также из плотности газа, заклю чённого внутри этой оболочки.
По степени жёсткости пенопласты делятся: - эластичные (мягкие) - пенопласты с напряжением сжатия при 50 %-ной деформации менее 0,01 МПа; - жёсткие - более 0,15 МПа; - полужёсткие - пенопласты, занимающие промежуточное положение [1,2,7].
Кроме того, пенопласты подразделяют по областям их применения на конструкционные и неконструкционные.
Всё сказанное выше о пенопластах относится и к пенополиуретану, рассмотрению свойств и применению которого посвящена данная диссертация.
Полиуретаны - это наиболее ценные и широко производимые полимеры. Мировой выпуск их уже в 1970 г. превысил 1 миллион тонн, и продолжает увеличиваться до настоящего времени.
Пенополиуретаны (ППУ) в основном получают вспениванием полиуретанов. Принцип получения ППУ основан на химической реакции между изо-цианатами, полиэфирами и водой в присутствии катализаторов, эмульгаторов и других добавок.
ППУ являются новыми материалами, разработанными сравнительно недавно (жесткие - в 1945 -1947 г., эластичные - в 1952 г.) [1,2].
Обладая рядом весьма ценных свойств, большой сырьевой базой и широкими технологическими возможностями получения пенополиуретаны к настоящему времени успели завоевать особое место среди других пенопластов. Процесс получения ППУ состоит из следующих стадий [24]: - получение изоцианатполиэфиров; - сшивка изоцианатполиэфиров с помощью воды. В процессе возникновения мочевинных мостиков вьщеляется углекислый газ, который и вспенивает полиуретан в процессе его образования. Линейная сшивка молекул происходит в результате того, что свободная аминогруппа реагирует с соседней молекулой изоцианатполиэфира; - получение сетчатой пространственной структуры ППУ в процессе реакции подвижного водорода мочевинных и уретановых групп, соседних с диизоцианатом молекул.
Основными компонентами ППУ, при взаимодействии которых создается его полимерная основа, являются полиэфиры и изоцианаты. Исходным материалом для этих веществ являются нефтепродукты.
ППУ можно получать на основе простых или сложных полиэфиров, синтезированных из двух основных органических кислот в смеси с многоатомными спиртами, диэтиленгликолем, глицерином и др.
Простые полиэфиры, используемые для получения ППУ, имеют конечные гидроксильные группы молекулярной массой от 700 до 6000. Пенопласта, получаемые на их основе, обладают большой стойкостью к низким температурам, но и большей трудоемкостью получения по сравнению с пенопла-стами на основе сложных полиэфиров[1,22,44].
В отечественной практике для получения ППУ используют различные полиэфиры.
Реакция взаимодействия изоцианата с полиэфиром, в результате которой образуется ППУ, при нормальной температуре протекает медленно. Для ускорения процесса вспенивания применяют катализаторы. Катализировать реакцию могут многие соединения, имеющие различную каталитическую активность: щелочи, фенолят натрия, соли жирных и органических кислот и т. д. Но лучшим катализатором считают некоторые третичные амины (например, диметилбензиламин и метилморфолин), соли органических кислот, окислы металлов, оловоорганические соединения.
Приборы и приспособления для механических испытаний пенопластов
Установка для испытаний на центральный поперечный изгиб показана на рисунке 2.4; схема нагружения образцов - на рисунке 2.5.
Установка представляет собой многопозиционный стенд. Он состоит из рамы, испытательных секций, нагружающих устройств. При испытаниях на поперечный изгиб образцы помещали на опоры широкой стороной и нагружали посередине рабочего участка образца с помощью стержня диаметром 6-8 мм и нижней тяги. Повышенную температуру создавали стержневыми теплоэлектронагревателями (ТЭНами) и кожухом в виде полуцилиндра. ТЭ-Ны крепили к скобе, а кожух к П-образным стойкам, закреплённым на раме. Для устранения влияния колебаний при разрушении образцов применяли демпфирующее устройство - ёмкость, заполненную песком.
Температуру задавали и регулировали при помощи лабораторного трансформатора. При помощи ЛАТРа устанавливали необходимое напряжение, что обеспечивало заданную температуру нагревательных элементов. Это фиксировали потенциометром. С помощью термопары измеряли температуру рабочей зоны образца, которая поддерживалась постоянной в ходе всего эксперимента. Электронным секундомером при достижении заданной температуры задавали время прогрева образцов (30-60 мин [46, 84]). Для точности температуру дополнительно измеряли термометром с точностью ±1 С. Шарик термометра располагали в зоне рабочего участка образца.
Образец помещали в паз и закладывали планкой. Для наблюдения за удлинением образца на планке предусмотрена смотровая щель размерами 1x10 мм. Внутри корпуса под образцом для его освещения прорезан сквозной канал. Край образца устанавливали на перекрестье, которое расположено в окулярмикрометре и фиксировали удлинение через каждые 5 С.
Линейную скорость нагрева задавали ЛАТРом. Согласно [67] рекомендуется принимать её равной 1,5 -мин"1. Температуру замеряли термометром, шарик которого установлен в корпусе вблизи образца. Удлинение образца фиксировали с точностью до 0,01 мм с помощью окулярмикрометра. Весь цикл испытаний состоял из следующих этапов: - установка образца, включение обогрева и секундомера; - фиксирование удлинения, температуры и времени; - расчёт коэффициента линейного термического расширения.
Коэффициент линейного термического расширения определяли по фор муле [67]: где 10 и to— первоначальная длина и температура образца соответственно; \\ -длина образца при температуре
Для определения влияния УФ-облучения на механические характеристики пенополиуретанов использовали камеру искусственного фотостарения (рисунок 2.9). Механические испытания на прочность и долговечность проводили после определенного времени облучения лампой ПРК. Установка состоит из сушильного шкафа, центробежного вентилятора, воздуховодов и внешней балластной нагрузки. Центробежный вентилятор соединен с сушильным шкафом воздуховодами. В качестве источника ультрафиолетового излучения используется ртутная лампа высокого давления ДРТ1000 ЖИЦУ.0675610.006 мощностью потребления 1 кВт, с лучистым потоком в диапазоне волн 240-320 нм 128 Вт. Для задания рабочего тока лампы применяется балластный резистор сопротивлением 15 Ом, максимальной мощностью 3 кВт. Для охлаждения лампы и удаления озона, образующегося у поверхности лампы из установки в атмосферу через систему воздуховодов, предусмотрена вытяжная вентиляция с центробежным вентилятором ВЦ4-75-2.5.
Установка для теплового старения пенополиуретана Образцы подвергались тепловой обработке в течение 300 часов при температуре 80 С и 5 часам при температуре 140 С сушильном шкафу (рисунок 2.10). После охлаждения при комнатной температуре их подвергали механическим испытаниям.
Изучение структуры ППУ и влияния на нее различных физико-химических воздействий проводили на оптическом микроскопе Neofon 2 (производство Германия) рисунок 2.11.
Принцип действия оптического микроскопа заключается в следующем. Объект помещается на предметный столик микроскопа и освещается световым пучком. Свет частично рассеивается на верхней и нижней поверхностях образца, преломляется и поглощается в его теле. Различие в оптических свойствах отдельных участков объекта обуславливает разную интенсивность прошедших через него лучей. В результате получается «теневое» изображение объекта.
Весь цикл испытаний состоял из следующих этапов: - подготовка образцов; - размещение образца на предметном столике микроскопа и фокусировка; - фотосъемка изображения.
Особенности механического поведения пенополиуретана при длительном нагружении
Изменению и сохранению прочностных свойств пенополиуретана с течением времени, т.е. долговечности (или работоспособности) посвящено несколько работ [52, 56, 74, 79]. Однако этот вопрос до сих пор считается малоизученным. В данной работе для решения этой проблемы подходили с позиции термофлуктуационной концепции разрушения твердых тел [3-5].
В режиме заданных постоянных температур и напряжений проводили испытания при поперечном изгибе на установке, показанной на рисунке 2.4. Форма и размер образцов приведены на рисунке 2.1а. Методика проведения эксперимента, способ получения и обработки экспериментальных данных в пунктах 2.2.1 и 2.4.1.
Как видно из рисунков 3.1 и 3.2, экспериментальные зависимости, представленные в координатах lgx-cj, имеют линейный характер и образуют семейства веерообразных прямых, сходящихся в одну точку при больших значениях долговечности и малых значениях о\ Как было уже сказано выше, подобная зависимость носит название «обратного пучка». Ранее в работах [11, 12] проводились подобные испытания для пенополистирола. Однако полученные экспериментальные зависимости в координатах lgr-1/Г имеют вид «прямого пучка» (пункт 1.5.1). Данное различие механизма разрушения пенополиуретана и пенополистирола связано с химической структурой полимера-основы этих пенопластов. Так для пенополистирола она линейная, тогда как для пенополиуретана пространственная [1,2,6,7,22,38].
Экспериментальные результаты, для выявления аналитической зависимости, связывающей время до разрушения т, напряжение т и температуру Т, перестраивали в координаты lgx -1/Т. Уравнения, описывающие такие зависимости, приведены в пункте 2.4.1 [формулы (2.6)-(2.8)].
Для исследованных марок пенополиуретанов по методике описанной в пункте 2.4.1 были определены эмпирические коэффициенты, значения которых приведены в таблице 3.1.
Из таблицы 3.1 видно, что коэффициент тт повышается с увеличением кажущейся плотности пенополиуретанов. Так для ППУ Изолан 210-1 (у=60 кг/м ) величина тт на три порядка больше, чем для Изолан 200-а (у=40 кг/м) и на порядок больше, чем для Изолан 360 (у=45 кг/м ). Все выше перечисленные марки ППУ имеют схожее строение структуры и примерно одинаковую величину ячеек (0,03-0,2 мм). Однако для Владипур ППУ-СП кажущейся плотностью 50 кг/м коэффициент тш на порядок меньше, чем у Изолан 360 с кажущейся плотностью 45 кг/м3. Это, объясняется тем, что Владипур ППУ-СП отличается от «Изоланов» строением структуры и величиной ячеек (0,2-0,8 мм).
Эмпирический коэффициент Uo зависит от вида полимера-основы, изменяется при наличии в ней активных химических добавок и не зависит от способа переработки [3,4, 5]. Трехкомпонентные системы на основе простых полиэфиров ППУ Изолан 200, Изолан -360 являются аналогами и имеют примерно схожие химические характеристики компонентов. Коэффициенты Uo (таблица 3.1) для Изолан 200-а и Изолан 360 примерно одинаковы, что объясняется схожестью их рецептуры. У обоих марок ППУ соотношение количества массовых частей реагируемых при производстве компонентов примерно равно. Существенное понижение коэффициента Uo наблюдается у ППУ Изолан 210-1, что, видимо, зависит от полимерного дифенилметандиизоцианата, которого в рецептуре Изолан 210-1 больше, чем у Изолан 200 и у Изолан 360 на 20 и 15 массовых долей соответственно. Также в состав Изолан 210-1 входит трихлорэтилфосфат - антипиреновая добавка аддитивно-реакционного типа, вводимая для снижения горючести ППУ.
Влияние жидких активных сред на механические и теплофизические характеристики пенополиуретана
Пенополиуретан в процессе эксплуатации может подвергаться воздействиям различных агрессивных сред. Как указано в работах [1,2,6,24] пенополиуретан в свободном состоянии (без нагрузки) стоек к большинству исследованных химически и физически активных жидкостей. Ниже исследовано поведение пенополиуретана Изолан 210-1 при одновременном действии нагрузки и агрессивной среды в режиме кратковременного (с заданной скоростью) нагружения.
Механические испытания проводили при центральном поперечном изгибе и сжатии на установках, показанных на рисунках 2.4 и 2.6а. Конструкция и размеры образцов описаны в пункте 2.1.3, порядок проведения испытаний и методика обработки экспериментальных данных в пунктах 2.2.1 и 2.2.2.
Перед испытанием образцы погружали в активные жидкости и выдерживали в них в течение 21-х суток. Жидкости (таблица 4.1) выбирали по результатам испытаний, обобщенным в [2, 6, 7]. В процессе выдержки через определенное время (2,4,7 и 21 суток) фиксировали изменение массы образцов (величину набухания). Величины набухания в зависимости от степени выдержки приведены в таблице 4.1. Из таблицы видно, что более всего пенополиуретан набухает в концентрированной серной кислоте, менее всего в керосине.
Результаты кратковременных испытаний при центральном поперечном изгибе (таблица 4.1) показали, что величина разрушающего напряжения зависит от действия исследованных активных сред. Самыми неблагоприятными оказались концентрированная серная кислота и метилметакрилат. Вы держка в них в течение четырех суток привела к снижению прочности пенополиуретана более чем на 75 %. При сжатии измеряли величину деформации при постоянном напряжении после истечения заданного времени (таблица 4.1). Как видно из таблицы наибольших значений относительная деформация сжатия пенополиуретана также, достигает после выдержки в концентрированной серной кислоте и метилметакрилате. но с позиций кинетической концепции прочности. Механические испытания проводили при центральном сжатии. Размеры образцов, установки и порядок проведения испытаний описаны в пунктах 2.1.3 и 2.2.2. Процесс деформирования при постоянной температуре описывается уравнением (2.5).
Экспериментальные данные обрабатывали в координатах lgi - а. Как видно, из рисунка 4.1 зависимости времени до достижения заданной деформации имеют вид прямой. Коэффициенты, входящие в уравнение (2.5) определяли графоаналитическим способом по методике, описанной в пункте 2.4.1. Величины всех коэффициентов до и после воздействия жидких агрессивных сред приведены в таблице 4.2.
Используя значения коэффициентов (таблица 4.1) полученных в ходе описанных выше испытаний, можно прогнозировать долговечность пенополиуретана Изолан 210-1 до и после воздействия указанных жидких агрессивных сред.
В процессе эксплуатации строительные изделия из пенополиуретана работают в режиме постоянного изменения температур. Средние колебания температуры за сутки могут быть от 5 до 15 С, и в течение года, для умеренного климата, находятся в пределах от «минус» 35 до «плюс» 35 С [104].
Ниже исследовано влияние колебания температуры на долговечность гуд й пенополиуретанов Изолан 360 и Владипур ППУ-СП при разрушении поперечным изгибом.
Испытания проводили в натурных условиях в режиме заданных постоянных напряжений на установке показанной на рисунке 2.4. Размеры образцов для испытания и методика, приведены в пунктах 2.1.3 и 2.3.1. Экспериментальные данные в координатах lgx-a, имеют линейный характер и представлены на рисунке 4.2. Данная зависимость описывается уравнением (2.5), которая справедлива только при постоянных температурах (физический смысл констант этого уравнения, описан в пункте 2.4.1), поэтому для определения долговечности в режиме переменных температур была определена поправка, смотри таблицу 4.3.
