ГОСТ 18197—2014
Приложение А
(справочное)
Влияние процесса старения на ползучесть полимеров
А.1 Общие сведения
Старение полимера наблюдается при охлаждении полимера из состояния с повышенной температурой (вы
сокая молекулярная подвижность) до более низкой температуры, при которой время релаксации движения макро
молекул более длительное, по сравнению со временем хранения при данной температуре. При таких условиях,
по мере приближения полимера к равновесному состоянию структуры для низкой температуры, на протяжении
длительного периода времени будет происходить изменение структуры, включая изменение формы и упаковки
макромолекул. Даже когда температура остается неизменной, подвижность макромолекул полимера прогрессиру
юще снижается, что связано с процессом старения. Прямым следствием этого является зависимостьдеформации
ползучести при прилаженной нагрузке от степени старения полимера: ползучесть будет меньше для состаривших ся
материалов.
Это показано на рисунке А.1. на котором изображены кривые податливости при ползучести для образцов из
ПВХ различной степени старения.
Каждый из указанных образцов резко охлаждали от температуры 85 °С (близкой к Тд)до температуры 23 ’С.
и оставляли при температуре 23 "С на время 1е перед приложением нагрузки. Степень старения образца опреде
ляли по времени <е; как видно из графика, чем дольше выдерживался образец, тем дальше ето кривая
сдвинута по оси времени.
А.2 Ползучесть при повышенных температурах
Влияние процесса старения на ползучесть полимера усложняется, когда измерения проводятся при повы
шенных температурах с последующим хранением полимера при низких температурах (температуре окружающей
среды). В таких условиях процесс старения, которое происходит во время хранения при низкой температуре, вре
менно идет в обратном направлении, когда образец нагревают до температуры испытания. Скорость указанного
процесса зависит от перепада температуры и степени старения образца на момент повышения температуры. По сле
того, как старение образца замедлилось, оно возобновляется при высокой температуре. Скорость данного
процесса зависит от условий испытания. Результатом описанных изменений состояния материала является за
висимость ползучести при повышенной температуре от времени выдержки образца при данной температуре до
приложения нагрузки.
Типовые примеры воздействия температуры хранения образца до начала испытаний на податливость
при ползучести показаны на рисунках А.2 и А.З. На рисунке А.2 образцы хранились в течение периода времени
fe
1
= 200 ч при температуре 23 ”С перед нагревом до температуры испытания 44 ’С . После этого были построены
кривые ползучести для различных временных интервалов te2 при температуре 44 "С до приложения нагрузки. Не
смотря на относительнодлительный период хранения (в1 при температуре окружающей среды, ползучесть
сильно зависит от времени выдержки te2.
На рисунке А.З испытания на ползучесть проводились при тех же условиях, но с периодом хранения fe1 бо
лее одного года при температуре 23 *С перед нагревом до температуры испытания. В данном случае наблюдают
прогрессирующее снижение степени старения образца, что видно по смещению кривых в сторону уменьшения
времени ползучести. Это является результатом более глубоких структурных изменений в материале образца в
процессе старения перед нагревом.
9