Алёхина Раиса Ашотовна - магистрант кафедры химии и технологии переработки пластмасс и полимерных композитов.
119571, Москва, пр-т Вернадского, д. 86
Raisa A. Alekhina - Student, Department of Chemistry and Technology of Plastics and Polymer Composites Processing.
Ломовской Виктор Андреевич - доктор физико-математических наук, профессор кафедры химии и технологии переработки пластмасс и полимерных композитов ИТХТ им. М.В. Ломоносова МИРЭА – РТУ; заведующий лабораторией структурообразования в дисперсных системах, ИФХЭ им. А.Н. Фрумкина РАН.
119571, Москва, пр-т Вернадского, д. 86; 119071, Москва, Ленинский проспект, 31, корп. 4
Viktor A. Lomovskoy - Dr. of Sci. (Physics and Mathematics), Professor of the Department of Chemistry and Technology of Plastics and Polymer Composites Processing, M.V. Lomonosov IFCT, RTU; Head of the Laboratory of Structure Formation in Dispersed Systems, A.N. Frumkin IPC E, RAS
86, Vernadskogo pr., Moscow 119571; 31, Leninskii pr., Moscow 119071
Симонов-Емельянов Игорь Дмитриевич - доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой химии и технологии переработки пластмасс и полимерных композитов.
119571, Москва, пр-т Вернадского, д. 86
Igor D. Simonov-Emel’yanov - Dr. of Sci. (Engineering), Professor, Head of the Department of Chemistry and Technology of Plastics and Polymer Composites Processing.
Шатохина Светлана Александровна - младший научный сотрудник Лаборатории структурообразования в дисперсных системах.
119071, Москва, Ленинский проспект, 31, корп. 4
Svetlana A. Shatohina - Junior Researcher, Laboratory of Structure Formation in Dispersed Systems.
Objectives. Determination of the influence of molecular weight on the modulus of elasticity, yield, strength, and retardation processes in polyethylene.
Methods. We used vane samples (thickness: 4 mm; length: 100 mm; width.: 10 mm) made by injection molding at p = 60 MPa, T = 210 °C, τ = 15 s from the following polyethylenes: HDPE 27773 (Stavrolen, Lukoil, Russia); BorSafe HE3490-IM (Borealis, Austria; black); CRP 100 Hostalen (Basell Polyolefins, Netherlands; black); Stavrolen PE4PP-25B (Stavrolen, Lukoil, Russia; black). The samples were in accordance with the defined standards for the AL 7000 LA-5 tensile testing machine. The study of relaxation characteristics was carried out in two modes: relaxation and retardation.
Results. We obtained stress-strain diagrams at various temperatures under isothermal conditions (T = const) and determined the influence of polyethylene molecular weights on the modulus of elasticity, yield, and strength of polyethylenes. We have shown that under isothermal conditions, when the stress equals the yield strength, the removal of the external action results in a two-stage response. The first stage is the stress relaxation. The second stage characterizes the elastic features of the studied materials under the external action ε = const.
Conclusions. We have established that temperature increase affects the physicomechanical characteristics of polyethylenes differently, depending on their molecular weights. The experiments have shown that when the stress exceeds the yield strength, at constant deformation, there is a complex response of the polyethylenes to external action. This response is characterized by two stress stages throughout the course of time. The first stage is characterized by asymptotic decrease in stress down to a constant value; the second stage is characterized by constant stress throughout the course of time. We have determined relaxation times for the relaxation stage (stage I) and calculated activation energy. We have also established that the activation energy depends on molecular weights of the polyethylenes. It has been shown that an increase in polyethylene molecular weight leads to a decrease in relaxation time and activation energy.
Цель. Определение влияния молекулярной массы полиэтиленов на модуль упругости, текучесть, прочность и процессы ретардации.
Методы. В качестве образцов были взяты лопатки (толщиной 4 мм, длиной 100 мм, шириной 10 мм), полученные м.етодом литья под давлением p = 60 МПа при T = 210 °C, τ= 15 с, из полиэтилена следующих марок: ПЭВП 277-73 (Ставролен, Лукойл, Россия); BorSafe HE3490-IM (Borealis, Австрия; черный); CRP 100 Hostalen (Basell Polyolefins, Нидерланды; черный); Stavrolen PE4PP-25B (Ставролен, Лукойл, Россия; черный). Использованные образцы соответствовали стандартно-определенным образцам для исследования на разрывной лъашине AL 7000 LA-5. Исследование релаксационных характеристик проводилось в двух режимах: релаксационном и ретардационном.
Результаты. В результате проведения экспериментов были получены диаграммы «напря-жение-деформация» при различных температурах в изотермических режимах (Т = const) и определено влияние молекулярной массы на модуль упругости, текучесть и прочность полиэтиленов. Показано, что при напряжениях, равных пределу текучести, в изотермических условиях при снятии внешнего деформирующего воздействия наблюдаются две стадии отклика системы полиэтилена на это воздействие. Первый отклик - процесс релаксации напряжения и второй отклик - область, характеризующая упругие характеристики исследуем.ого материала при внешнем воздействии ε = const.
Заключение. Установлено, что повышение температуры неодинаково отражается на физико-механических характеристиках полиэтиленов различной молекулярной массы. Эксперименты показали, что при напряжениях выше предела текучести при постоянстве деформации наблюдается сложная реакция исследуемых полиэтиленов на внешнее воздействие. Эта реакция характеризуется двумя областями зависимости напряжений, возникших при деформации, от времени. Первая область характеризуется асимптотическим снижением напряжения до постоянного значения, а вторая область - постоянством напряжения во времени. Рассчитаны времена релаксации для релаксационной области (участок I), а также рассчитана величина энергии активации. Показано, что увеличение молекулярной массы полиэтиленов ведет к снижению времени релаксации и уменьшению энергии активации.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.