Задание

1. Изучить теоретические вопросы влияния различных факторов на прочностные характеристики полимерных материалов, пористых пленок.

2. Получить у преподавателя задание на проведение лабораторной работы.

3. Из пористой пленки приготовить не менее 5 образцов для испы­тания на прочность при разрыве.

4. На разрывной машине, представленной на рис. 2, определить прочность при разрыве и относительное удлинение.

Рис. 2. Разрывная установка с ручным приводом: 1 – основание; 2 - динамометр; 3 – зажим; 4 – образец; 5 - шкала замера удлине­ния: 6 - червячный редуктор: 7 - рукоятка привода

5. Провести расчет прочности при разрыве и относительного удли­нения, статистический анализ полученных данных.

6. Составить отчет о проделанной работе.

Приборы, оборудование, материалы.

Разрывная машина, микрометр, вырубной нож, пористая полимерная пленка, винтовой пресс.

Методика проведения эксперимента

1. Получить у преподавателя задание, а у лаборанта - пористую пленку.

2. Вырубным ножом изготовить стандартные образцы в количестве не менее 5 шт.

3. Микрометром замерить толщину образцов в трех местах, данные занести в табл. 5. При изготовлении образцов без вырубного ножа провести замеры ширины лопатки и ее толщины. На разрывной машине определить разрывное усилие и удлинение образца, данные занести в табл. 5.

4. Рассчитать прочность при разрыве и относительное удлинении, провести статистический анализ полученных данных и свести их в табл.5. Расчет провести по формулам:

5.

Таблица 5

Измеренное значение физической величины всегда отличается от ее истинного значения. Источниками ошибок могут быть различные факторы, в совокупности приводящие к двум основным классам пог­решностей: систематическим и случайным. Систематическими называет­ся ошибки, которые при повторении измерений тем же методом в неизменных условиях повторяются, не изменяясь ни по величине, ни по знаку. Либо меняются закономерно, в зависимости от тех или иных факторов. Случайными называются ошибки, которые при многократных повторениях опыта изменяются нерегулярным, непредсказуемым обра­зом, приводя к разбросу измеренных значений [8]. Анализ этих оши­бок зависит от видов проводимых измерений. По виду уравнений изме­рения бывают [8]:

а) прямые у = C * х, х - отсчет по измерительному устройству (в делениях измерения шкалы); С - цена деления шкалы; у - значе­ние измеряемой величины в принятых для нее единицах;

б) косвенные у = f (x₁, x₂, …, a₁, a₂), где аргументы х - ре­зультаты прямых измерений; а - физические константы и (или) пос­тоянные приборов; символ f - обозначение некоторой явной функции; у - значение измеряемой величины в принятых для нее единицах; в) совместные, если уравнения измерения для этих величин обра­зуют систему линейных независимых уравнений:

;

.

где n - число измеряемых величин, а - измеряемые величины; х, у - результаты прямых и (или) косвенных измерений; в - физические

константы и (или) постоянные приборов.

Для прямых измерений систематическая погрешность определяется из ошибки считывания (△ х_отсч), равной примерно половине цены наи­меньшего деления прибора, и ошибки градуировки, связанной с не­точностью градуировки, указанной в паспорте или на шкале прибора. При отсутствии данных о предельной погрешности градуировки сле­дует считать ее равной цене деления шкалы прибора [3.8]. Для опре­деления общей погрешности △ х, характеризующей суммарную ошибку, используют правила сложения средних ошибок:

Если величина y рассчитывается из уравнения , где каждый из аргументов определяется с ошибкой х = х_ист ± △ x, то суммарный вклад ошибок будет соответствовать сумме [8, 9]:

где n - число независимых переменных,

Вместо абсолютных частных погрешностей часто бывает удобно вы­числять относительную частную погрешность [8, 9];

соответственно суммарная относительная погрешность определяется

из формулы:

Если все n измерений равноточны, то в качестве оценки истин­ного значения величины х используется выборочное среднее

Для оценки стандартного отклонения величины используется формула

Оценить, как сильно отличается от , можно из интервала вида

где К_а - положительное число, зависящее от уровня значимости α. Если случайная величина распределена по нормальному закону, то интервал нахождения экспериментально определенной величины будет выглядеть следующим образом:

где имеет распределение Стьюдента в зависимости от n Значения приведены в табл. 6.

Таблица 6

Квантили t - распределения Стьюдента

Если функция плотности для случайной величины неизвестна и неизвестна ее дисперсия, однако объем выборки n велик, то мож­но построить ориентировочный интервал, используя неравенство:

где .Уровень значимости при этом не следует принимать близким к нулю, так как в этом случае ошибка в величине интервала особенно велика. Используют значение α, около 0, 2... 0, 4.

6. Составить отчет о проделанной работе.

Контрольные вопросы

1. Как влияет природа полимера на физико-механические характе­ристики изделий? Какие деформационные модели вы знаете?

2. Как влияют пластификаторы и наполнители на прочность пленок?

3. Как зависит прочность пленок от молекулярной массы полимера?

4. Как влияет скорость деформации на показатели прочности?

5. Какие типы термомеханических кривых и кривых зависимости " напряжение сдвига - деформация" вы знаете?

6. Какие типы ошибок существуют?

Приложение

Техника безопасности при проведении лабораторных работ.

К работе на установке плазменной обработки пленок (лаборатор­ная работа 5) допускаются лица, изучившие правила безопасной ра­боты на установке УВЧ-66.

1. При проведении работ нельзя прикасаться проводами электро­дов к корпусу аппарата или металлическим предметам.

2. Аппарат обеспечивает повторно-кратковременный режим работы в течение 6 часов в режиме: 30 мин работы при наибольшей выходной мощности и 5 мин перерыва при выведенной в нулевое положение руч­ке " Мощность" и без выключения аппарата из сети.

3. Перед началом работы необходимо убедиться в надежности при­соединения зануляющего провода к контуру зануления, убедиться в исправности электровилки и розетки, убедиться в отсутствии перехлестывания выходных проводов из генератора УВЧ-66.

4.Вакуумный кран переводить в положение " 1” без чрезмерных усилий.

5.При работе запрещается включать УВЧ-66 со снятым кожу­хом, включать генератор на режим выходной мощности без создания требуемого вакуума в системе.

6.При возникновении аварийной ситуации или при поражении элек­трическим током - ОТКЛЮЧИТЬ РУБИЛЬНИК силового шкафа.

7.При сбросе вакуума в системе вакуумный кран переводить в по­ложение ”2” плавно. Резкое открывание может привести к разруше­нию стекла и выбросу ртути.

К выполнению лабораторных работ №6-7 допускаются лица, изучившие правила безопасной работы на электрооборудовании.

1.Перед началом работы изучить задание на проведение работ и

получить инструктаж по безопасному их проведению: надеть спецодежду и другие установленные для данного вида работ средства ин­дивидуальной защиты; привести в порядок рабочее место, убрать все мешающие работе предметы, рабочий инструмент: приспособления и материалы расположить в установленном месте, в удобном и безопас­ном для пользования порядке: проверить надежность соединения за­землявшего с зануляющего) провода с оборудованием.

2.Во время работы осуществлять постоянный контроль за исправ­ностью оборудования, обращая особое внимание на наличие и исправ­ность установленных ограждений, предохранительных и блокирующих устройств: быть внимательным, не отвлекаться и не отвлекать дру­гих.

3.Запрещается: применять неисправное оборудование и работать при снятых и открытых заграждениях: прикасаться к находящимся в движении механизмам и вращающимся частям оборудования: выполнять работы при недостаточной освещенности рабочего места: прика­саться к токоведущим частям и выполнять ремонтные и другие рабо­ты на работающем оборудовании (при необходимости выполнения этих работ оборудование обесточить).

4.При плохом самочувствии необходимо: прекратить эксперимент, привести рабочее место в безопасное состояние и поставить об этом

в известность своего непосредственного начальника.

5.При возникновении аварийных ситуаций: немедленно остановить (выточить) оборудование и прекратить работы: предупредить рабо­тающих об опасности: немедленно поставить в известность своего непосредственного начальника и способствовать устранению аварий­ных ситуаций, а такте их расследованию в целях разработки противоаварийных мероприятий: произвести устранение самых неотложных неисправностей со строгим соблюдением требований безопасности, изложенных в инструкции по охране труда при эксплуатации соответ­ствующего вида оборудования.

6.При несчастных случаях с людьми немедленно поставить в из­вестность зав. лабораториями с зав. кафедрой, руководителя подразде­ления), сохранить обстановку, при которой произошел несчастный случай, оказать пострадавшим следующую помощь: при поражении электротоком освободить от его действия, отключив источник пита­ния, или использовать другие средства (оттаскивание за сухую одежду, перерубание проводов и др.) и вызвать врача. Если постра­давший без сознания и не дышит, немедленно приступить к проведе­нию искусственного дыхания; при получении травмы смазать кожу вокруг раны йодом и наложить стерильную повязку. При термическом ожоге нельзя касаться руками обожженных участков кожи или смазы­вать их мазями, жирами, вазелином и т.д. При химическом ожоге по­раженное место промыть большим количеством проточной холодной во­ды в течение 15 - 20 мин. затем обработать соответствующими ней­трализующими растворами, используемыми в виде примочек, повязок.

Библиографический рекомендательный список

1. Ясуда X. Полимеризация в плазме. Пер. с англ. м.: Мир, 1988. 376 с.

2. Мирдель Г. Электрофизика. Пер. с нем. М.: Мир, 1972. 608 с.

3. Анализ характеристик мембран: Метод. указ. к лаб. работам по технологии переработки пластмасс / Сост. А. И. Христофоров: ВПИ, Владимир, 1989. 20 с.

4. Николаев А. Ф. Синтетические полимеры и пластичес­кие массы на их основе. М.-Л.: Химия, 1966. 768 с.

5. Кестинг Р. Е. Синтетические полимерные мембраны. М.: Химия. 1991. 336 с.

6. Фазоинверсионные мембраны: Метод. указ. к лаб. работам / Сост. А. И. Христофоров; ВлГТУ, Владимир, 1995. 16 с.

7. Получение и анализ пористых пленок: Метод. указ. к лаб. ра­ботам по технологии переработки пластмасс / Сост. А. И. Христофо­ров, ВПИ. Владимир, 1985. 24 с.

8. Диденко Л. Г., Керженцев В. В. Математичес­кая обработка и оформление результатов эксперимента. М.: Изд—во Москов. ун-та, 1977. 112 с.

9. Соловьев В.А., Яхонтова В. Е. Элементар­ные методы обработки результатов измерений. Л: Изд-во Ленингр. ун-та, 1977. 72 с.

10. Малафеев С. И. Статистические модели распределе­ния случайных величин. ВПИ. Владимир, 1990. 72 с.

11. Кулезнев В. И. Шершнев В. А. Химия и физи­ка полимеров. М.: Высш. шк., 1988. 312 с.

12. Гуль В. Е., Кулезнев В. Н. Структура и механи­ческие свойства полимеров. М.: Высш. шк. 1972. 320 с.

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ............................................................................................... 3

Лабораторная работа №5.ПЛАЗМАТИЧЕСКАЯ

МОДИФИКАЦИЯ МЕМБРАН..................................... 4

Лабораторная работа №6. ПОЛУЧЕНИЕ ПОРИСТЫХ ПЛЕНОК

ЖЕЛАТИНИЗАЦИЕЙ ПЛАСТИЗОЛЕЙ................... 8

Лабораторная работа №7. ПОЛУЧЕНИЕ МИКРОПОРИСТОЙ ПЛЕНКИ

МЕТОДОМ СПЕКАНИЯ.............................................. 11

Лабораторная работа №8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ

ХАРАКТЕРИСТИК ПОРИСТЫХ ПЛЕНОК.............. 14

Приложение............................................................................................. 19

Библиографический рекомендательный список.............................. 22

ПОРИСТЫЕ ПЛЕНКИ

Методические указания к лабораторным работам

Составители: ХРИСТОФОРОВ Александр Иванович

ИГНАТОВ Сергей Викторович

КАНАЕВА Ирина Александровна

КОЛПОВСКАЯ Екатерина Валерьевна

Ответственный за выпуск – зав. кафедрой доцент А. Д. Митрофанов

Редактор О. Л Романова

Корректор В. В. Гурова

Лицензия № 020275 от 13.11.96 г.

Подписано в печать 30.01.97. Формат 60x84/16. Бумага для множит. техники. Печать офсетная. Усл.печ. л. 1.39.

Уч.-изд. л. 1.12. Тираж 100 зкз. Зак. 44-97

Владимирский государственный технический университет.

Подразделение оперативной полиграфии Владимирского государствен­ного технического университета.

Адрес университета и подразделения оперативной полиграфии:

600026 Владимир, ул. Горького, 87.