ПТФЭ — очень полезный материал, поскольку он обладает уникальным сочетанием свойств.ПТФЭ химически инертен, устойчив к атмосферным воздействиям, обладает отличной электроизоляцией, устойчивостью к высоким температурам, низким коэффициентом трения и неадгезионными свойствами.
Полимеры широко используются в производстве и технике, однако опубликованные исследования, описывающие их механические свойства, по-видимому, недостаточно представлены, учитывая их важность.Большая часть представленных данных слишком часто дает недостаточную информацию о точном происхождении тестируемого полимера и истории его обработки.Возможно, это связано с тем, что определение базовых характеристик материала зачастую так же сложно, как проведение реальных механических испытаний.Кроме того, точное компьютерное моделирование механического реагирования полимеров все еще находится в зачаточном состоянии.Обычно используются многие эмпирические методы, но они имеют тенденцию быть неточными за пределами узкого диапазона параметров.Одной из причин этого, помимо сложности реакции полимера, является то, что часто данные недоступны за пределами узкого диапазона экспериментальных параметров, что позволяет бросить вызов и повысить надежность материнских моделей, основанных на эмпирических или феноменологических исследованиях.Здесь мы представляем первые результаты согласованных междисциплинарных усилий, направленных на понимание механического отклика хорошо охарактеризованного полимера как с экспериментальной точки зрения, так и позже, в сочетании с созданием надежной теоретической модели, способной быть реализованной в компьютерных кодах. .
Полимером, описанным в этом исследовании, является поли(тетрафторэтилен) (ПТФЭ).Он был выбран по нескольким причинам, включая его использование в качестве обычного конструкционного материала для небольших высокопроизводительных деталей и его доступность от нескольких производителей.Несмотря на то, что в прошлом оно широко изучалось, за последние 25 лет ему уделялось мало внимания в открытой литературе.Мы решили вернуться к этому материалу из-за его структурной сложности и отсутствия механических данных.ПТФЭ – замечательный материал во многих отношениях.Он проявляет полезные свойства в самом широком диапазоне температур среди всех полимеров;ПТФЭ сохраняет некоторую пластичность при 4 К и в некоторых ситуациях используется при температуре 540°С. Он нерастворим во всех распространенных растворителях и устойчив практически ко всем кислотным и едким материалам.ПТФЭ обладает одним из самых высоких удельных сопротивлений среди всех материалов, очень высокой диэлектрической прочностью и низкими диэлектрическими потерями.Коэффициент трения скольжения между ПТФЭ и многими конструкционными материалами чрезвычайно низок, и при спекании с противоизносными составами образуется промышленно важный класс подшипниковых материалов.В сочетании с низким коэффициентом трения и химической стабильностью к ПТФЭ практически невозможно прилипнуть к другим материалам.Это свойство часто используется в технологии промышленной обработки, где важна простота очистки.Одним из аспектов ПТФЭ, который удерживает его от более широкого промышленного и технического использования, является его высокая вязкость расплава (1011 P при 380°С).Это исключает возможность литья под давлением и выдувного формования, и для производства деталей доступны только дорогостоящие процессы спекания и экструзии.
В этой статье основное внимание уделяется базовым характеристикам материалов и реакции на сжатие родословных материалов из ПТФЭ при различных скоростях деформации и температурах.Будущие статьи будут посвящены реакции на растяжение и сдвиг, детальным эффектам кристалличности полимера, баллистическому и ударному поведению, а также разработке применимой теоретической конститутивной модели.
Предыдущих исследований сжимающих свойств ПТФЭ было опубликовано очень мало.Некоторые исследования свойств ползучести существуют, но с точки зрения инженерной деформации внимание авторов привлекли только шесть ссылок.В 1963 году Дэвис опубликовал статью о разработке системы стержней Сплит-Хопкинсона.В рамках этого отчета была представлена единственная кривая напряжения/деформации для ПТФЭ при комнатной температуре при z1700 sK1.Максимальная деформация, создаваемая в этой системе, составляла всего 3%.Дополнительные данные о скорости высокой деформации полимера в зависимости от температуры были опубликованы Греем и Уолли.Ку опубликовал данные о напряжении/деформации для продукта из ПТФЭ компании Imperial Chemical Industries под названием Halon G-80 в 1965 году.Также было кратко обсуждено влияние температуры на механический отклик.
Время публикации: 16 августа 2016 г.