PLASTİKLERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ
Mekanik Özellikler -Çekme dayanımı - Elastiklik modülü -Uzama değeri -Basma dayanımı -Sürünme dayanımı - Darbe dayanımı -Eğme dayanımı - Burulma dayanımı - Özgül ağırlık - Su absorbsiyonu - Sürtünme katsayısı
Plastik Parçanın Performansı Yükün boyut ve uygulanmasından, Yüklemenin frekansından, Yükleme hızından, Parçanın maruz kalacağı sıcaklık ve bu sıcaklığa ne kadar maruz kaldığından etkilenir. Gerilme-gerinme davranışı Gerilme oranı Sıcaklık Ortamın kimyasal durumu (su bulunup bulunmadığı, oksijen, organik çözücüler vb.).
Çekme Dayanımı % Uzama
Elastomerlerin gerilme-gerinme davranışı : Büyük geri alınabilir gerilmelere sahip plastiklerdir (%100 kadar), düşük gerinim seviyelerinde ve ortalama sıcaklıklarda üretilir. Genellikle yüksek molekül ağırlıklı, kristalin olmayan, seyrek çapraz bağlıdırlar. σ(mpa) 60 x 40 20 initial: amorphous chains are kinked, heavily cross-linked. brittle failure plastic failure 0 0 2 4 6 x elastomer Deformation is reversible! x ε 8 final: chains are straight, still cross-linked Gevrek tepki (sıralı, çapraz bağlı & ağ örgülü hal) Plastik tepki (yarı-kristalik hal)
Yarı-kristalin polimerlerin gerilme-gerinme davranışı : Boyun verdikten sonra, boyun verme bölgesinde zincirler konumlandırılmış kuvvetlendiriciye iletilen yönelimde olurlar. Bu noktada devam eden deformasyona karşı bir direnç vardır. Uzama, kalibrasyon uzunluğu boyunca boyun verme bölgesinin yayılmasıyla ilerler. (boyun verme bölgesiyle sınırlanan deformasyonun olduğu metallerin tersine)
Termoplastikler: Yumuşak (sünek), düşük sıcaklıkta plastik davranış, yüksek sıcaklıkta yüksek viskozite gösteren malzemelerdir. Birço termoplastik 170 civarında ergime gösterir. Genellikle bilinen çözücülerde çözünür. Tipik olarak lineer polimer zincirler, az çapraz bağlı olup amorf veya kristal yapıya sahiptirler. Ancak katı halde %100 kristal yapıya sahip termoplastik yoktur.
Termoplastiklerin gerilme-gerinme davranışı Azalan sıcaklıkla (T) Elastiklik modülü (E), Çekme Dayanımı (TS) artar. % Uzama (%EL) azalır. 80 60 Artan gerilme oranı,azalan sıcaklık ile 40 aynı etkiyi gösterir. 20 σ(mpa) 4 C 20 C 40 C Data for the semicrystalline polymer: PMMA (Plexiglas) to 1.3 60 C 0 0 0.1 0.2 0.3 ε
Viskoelastik deformasyon Amorf polimerlerde davranışı: Düşük sıcaklıkta cam gibi. Orta sıcaklıklarda lastik katı (viskoelastiklik) Sıcaklık arttırıldıkça viskos sıvı oluşumu
Termosetler: Büyük çapraz bağlı (merlerin %10 50 si) Sert ve kırılgan Sıcaklık etkisiyle yumuşamayan Yüksek ergime noktasına sahip malzemelerdir. örn.sertleştirilmiş lastik, epoksiler, polyester reçine
Özet Genel sorunlar: -- E, σy, Kc, Tuygulama genellikle küçüktür. -- Deformasyon çoğunlukla sıcaklığa ve zamana bağımlıdır. -- Sonuç: polimerler kompozit takviyelerinden faydalanır Termoplastikler (PE, PS, PP, PC): -- Daha küçük E, σ y, Tuygulama -- Daha büyük Kc -- Geri dönüşümü ve şekil verilmesi daha kolaydır Elastomerler (lastik): -- Büyük tersine çevrilebilir gerilmeler! Termosetler (epoksiler, polyesterler): -- Daha büyük E, σ y, Tuygulama -- Daha küçük Kc
Basma Dayanımı: Sürünme dayanımı: Sürünme oda sıcaklığında soğuk akış olarak adlandırılır ve basma dayanımı ile ilgilidir
Eğme Dayanımı Burulma Dayanımı
Elastiklik Modülü (Modül, M ) Özgül rijitlik olarak da adlandırılır Dayanımlarla birlikte kulanılır (eğme modülü, çekme modülü vb.) Daha yüksek modül, daha rijit malzeme anlamına gelir. Darbe Dayanımı Izod Impact Tensile Impact Gardner Impact
Özgül Ağırlık Malzemenin yoğunluğu ile ilgili olup malzemenin kütlesini tespit etmede kullanılabilir Özgül ağırlığı 1.0 dan az olan plastik malzemeler suda yüzer. Su Absorpsiyonu Şişme yüzdesiyle ölçülür. Sürtünme Katsayısı (COF) Kaymaya (kayganlık) dirençtir. Düşük COF = daha çok kayganlık (en düşük COF e buz un sahip olduğunu düşünün) anlamına gelir. Statik COF ilk hareketten son harekete kadar sabittir. Dinamik COF daima devinimlidir.