塑料工業(yè)硬質(zhì)聚氯乙烯給水管材料的應(yīng)力松弛行為謝邦互楊鳴波馮建民李忠明潘必純余釗賈立蓉鐘蓉（四川大學(xué)高分子材料科學(xué)與工程系，成都610065）（川路塑膠集團(tuán)公司，成都610067）本文研究了硬質(zhì)聚氯乙烯給水管材料拉伸屈服強(qiáng)度與拉伸速度之間的關(guān)系；利用時(shí)間一溫度等效原理，通過(guò)平移疊加得到了溫度為20°C，松弛時(shí)間從103~104h的應(yīng)力松弛模量主曲線(xiàn)；用類(lèi)似方法將材料各溫度下的屈服強(qiáng)度與拉伸速度倒數(shù)的），發(fā)現(xiàn)它們與非常相似。從中可以看到，在任一拉伸速度條件下，隨著溫度（T）的升高，拉伸屈服強(qiáng)度（y）都逐漸下降，下降的幅度也呈逐步增大的趨勢(shì)。對(duì)比不同拉伸速度時(shí)的y ~T曲線(xiàn)，還可以發(fā)現(xiàn)拉伸速度越小，屈服強(qiáng)度隨溫度下降的幅度相應(yīng)增大。為此，我們將試樣在不同溫度、不同拉伸速度下的屈服強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，按拉伸速度（Vx）倒數(shù)的大小作圖（見(jiàn)）。圖中1/Vx表示拉伸時(shí)間（以試樣伸長(zhǎng)1mm的時(shí)間計(jì)）。
從可以看到，曲線(xiàn)形狀與中的松弛模量~時(shí)間曲線(xiàn)也非常相似，預(yù)示了拉伸屈服強(qiáng)度與拉伸時(shí)間的關(guān)系也可用時(shí)一溫等效原理進(jìn)行處理。是從這些實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn)出發(fā)，用時(shí)一溫疊加作圖法平移得到的溫度為20C的主曲線(xiàn)。該曲線(xiàn)同樣相當(dāng)平滑，證實(shí)了其可信度較好。
我們應(yīng)用強(qiáng)度主曲線(xiàn)進(jìn)行了初步嘗試，表2列出了兩種型號(hào)UVPC塑料分別用其產(chǎn)品成型方法（G7為注射，SG3為擠管）制得試樣的拉伸強(qiáng)度，另外將這兩種塑料自壓板材的結(jié)果也列在表中作。從表2中可以看到，SG7型UPVC注射樣在溫度為70C拉伸速度為1mm/min條件下的屈服強(qiáng)度是19.7MPa.根據(jù)主曲線(xiàn)，這個(gè)強(qiáng)度值相當(dāng)于該試樣在通常（20C）條件下拉伸約30d的值，但在較高溫度下僅數(shù)分鐘得到。作為對(duì)比，從表2中還可看到，與SG7試樣在相同條件下經(jīng)歷相同的拉伸過(guò)程（70C數(shù)分鐘或者20C3d左右），SG3擠管試樣的拉伸強(qiáng)度卻有26.2MPa比SG7的強(qiáng)度高出不少。反之，若要求SG7試樣保持26. 2MPa的強(qiáng)度，從主曲線(xiàn)推測(cè)，其拉伸時(shí)間僅為2d左右。可見(jiàn)，兩種材料試樣雖常規(guī)1mm/min）強(qiáng)度相差無(wú)幾（見(jiàn)表1），而抵抗應(yīng)力松弛的能力卻可能有顯著差異。經(jīng)歷相同較長(zhǎng)時(shí)間的松弛和蠕變，材料強(qiáng)度下降的差距更趨明顯。這種差異從Ay兩種表2兩種硬質(zhì)聚氯乙烯塑料樣品的拉伸屈服強(qiáng)度UPVC的拉伸屈服強(qiáng)度主曲線(xiàn)本研究結(jié)果證實(shí)了UPVC在低于玻璃溫度較多的狀態(tài)下，仍可用時(shí)一溫等效原理對(duì)其力學(xué)行為進(jìn)行處理；也為研究給水管材料在恒定應(yīng)力狀態(tài)下的破壞行為提供了簡(jiǎn)便、快速評(píng)價(jià)與表征的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
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