Systems. Methods. Technologies 1 (37) 2018

Системы Методы Технологии. В.Г. Бурындин и др. Влияние температуры … 2018 № 1 (37) с. 121-125 123 Таблица 2 Физико-механические свойства ДП-БС после термовыдержки Показатель ДП-БС (ИС+ГЛ) ДП-БС (ИС) Выдержка, ч 0 50 100 150 200 400 0 50 100 150 200 400 Плотность, кг/м 3 949 1017 982 959 1105 1024 1152 1088 1073 1081 1046 1095 Прочность при изгибе, МПа 7,1 7,1 9,5 10,6 10,0 9,0 10,7 11,8 10,9 12,6 13,6 14,3 Твердость, МПа 23,0 22,8 20,1 21,7 20,8 21,9 20,3 15,7 20,5 16,7 21,9 21,8 Водопоглощение за 24 ч, % 42,8 43,9 42,4 39,4 39,9 36,5 43,2 54,2 70,8 66,3 58,6 42,9 Разбухание за 24 ч, % 3,4 5,3 2,8 2,7 3,0 2,6 4,0 4,8 6,4 6,1 6,5 3,9 Ударная вязкость А, кДж/м 2 1,3 1,4 1,6 1,6 1,6 1,8 1,3 1,4 1,4 1,4 1,4 1,3 Для образцов древесного пластика, модифициро- ванного лигнином (ДП-БС (ИС+ГЛ)), на протяжении всего периода выдержки происходит снижение водопо- глощения (с 43,2 до 36,5 %). Это обусловлено наличи- ем гидролизного лигнина, который является гидрофоб- ным ароматическим полимером. Для прогноза долговечности по данным ускоренно- го теплового старения для образцов ДП-БС (ИС) был использован экстраполяционный метод по ГОСТ 9.707- 81 «Материалы полимерные. Методы ускоренных ис- пытаний на климатическое старение» [13], который широко применяется для прогноза долговечности дре- весных композиционых материалов. Чтобы осуществить прогноз долговечности по это- му методу, необходимы следующие условия: – знание физической сущности и механизма про- цесса, протекающего при старении; – наличие математической функции для описания процесса старения во времени. Тогда долговечность материала в реальных услови- ях эксплуатации ( τ реал ) вычисляют по уравнению (1):       − ⋅ τ= τ экв иск а Т ТR Е реал иск е 1 1 , (1) где τ иск , Т иск — долговечность и температуры в услови- ях ускоренных испытаний, ч , К ; τ реал , Т экв — долговеч- ность и температуры в реальных условиях эксплуата- ции, ч , К ; Е а — энергия активации процесса деструкции (старения), Дж/моль . Согласно уравнению (1), для расчета τ реал необхо- димы следующие данные: 1. Продолжительность теплового старения или дол- говечность изделий в искусственных условиях испыта- ний при ( τ иск ) высоких температурах до достижения предельного значения исследуемого свойства. 2. Эффективная энергия активации процесса старения Е а . 3. Реальная (эквивалентная) температура эксплуата- ции Т экв . Результаты многолетних исследований и литера- турные данные свидетельствуют о том, что древесные композиционные материалы считаются пригодными для эксплуатации, если они сохраняют до 80 % своей первоначальной прочности [4]. В данной работе использование значений прочност- ных показателей контрольных образцов не является допустимым, так как проведенные испытания показа- ли, что у образцов вначале происходит улучшение пер- воначальных прочностных показателей, а затем — сни жение не первоначальных, а уже прочностных показа- телей, которые сформировались в течение 150 ч термо- обработки. Полученные первоначальные результаты по измене- нию прочности при изгибе за время термообработки были проверены на грубые промахи по Q-критерию [14]. Для сравнения различных партий и образцов ДП-БС значения прочности при изгибе приведены к одинако- вой плотности пластика согласно работе [15]. Результаты приведения прочности при изгибе к плотности 1 200 кг/м 3 представлены в табл. 3. Таблица 3 Значения прочности при изгибе ДП-БС (ИС) от времени термообработки, приведенные к плотности 1 200 кг/м 3 Пластик Прочность при изгибе, МПа Выдержка, ч 0 50 100 150 200 400 ДП-БС (ИС) 11,1 13,7 12,3 12,9 – 12,7 Полученную зависимость аппроксимировали с по- мощью логарифмической функции (при построении графических зависимостей были исключены значения, относящиеся к первоначальному времени термообра- ботки, которые обусловлены продолжающимися про- цессами формирования пластика, а не процессами раз- рушения материала) (рис. 2), и она имеет следующий вид с указанием коэффициента достоверности (2): y = –0,4882Ln( x ) + 15,525 , R 2 = 0,939 (2)