Теплостойкость строительных экструдированных ПВХ профилей:

Теплостойкость ПВХ профилей - способность не размягчаться при повышении температуры. Количественная характеристика - температура, при которой в условиях действия постоянной нагрузки деформация образца не превышает некоторую величину.


Границы теплостойкости по напряжению и температуре для различных полимеров: 1 - полиметилметакрилат; 2 - ПВХ; 3 - ПА изофталевой кислоты; 4 - полипирометиллитимид; 5 - натрийсиликатное стекло; 6 - поликарбонат.

Существует ряд стандартизованных методов определения теплостойкости, которые различаются формой и размерами испытуемых образцов, видом деформации, скоростью повышения температуры и другим. Так, при определении теплостойкости по Мартенсу консольно закрепленный образец подвергают действию изгибающего момента и фиксируют температуру, при которой достигается определенная деформация. Теплостойкость по Вика определяют вдавливанием в образец торца цилиндра: при этом фиксируют температуру, при ней глубина вдавливания составит определенное значение. Согласно стандарту ISО Р-75 при испытании на теплостойкость производят изгиб образца, установленного на двух опорах, при действии нескольких нагрузок.

Получаемые при этих методах характеристики теплостойкости фиксируют размягчение полимерного материала только при некоторых принятых режимах нагружения и нагревания. В условиях эксплуатации теплостойкость зависит от приложенной нагрузки и длительности ее воздействия. При этом для стеклообразных полимеров теплостойкость не может превышать температуру стеклования, для кристаллических - плавления.

Более общим методом оценки теплостойкости может служить определение области температур и напряжений, в которой профиль остается твердым в течение определенного времени. При этом образец подвергают одноосному сжатию до заданной деформации, после чего повышают температуру с постоянной скоростью. На графике зависимости напряжения от температуры наблюдается максимум, обусловленный тем, что сначала напряжение в материале увеличивается вследствие теплового расширения, а затем падает из-за размягчения и резкого ускорения релаксационных процессов. Варьированием нагрузок определяют кривую, представляющую собой геометрическое место максимумов; эта кривая разграничивает области напряжений и температур, на которой теплостойкость сохраняется. Для полимеров различных классов положение этой кривой существенно различается (см. рисунок).

Поскольку размягчение - процесс, протекающий во времени, физически обоснованной характеристикой теплостойкости может быть продолжительность Тф действия постоянного напряжения, в течение которого деформация образца не превышает заданную величину. При поддержании постоянной деформации, характеристикой теплостойкости может служить время Тр, в течение которого напряжение в образце остается выше заданного значения. Значения Тд и Тр зависят от температуры и величин напряжений и деформации.

Оценка теплостойкости весьма трудоемка и может быть рекомендована только для исследовательских целей. Теплостойкость может быть повышена следующими способами: усилением меж- и внутримолекулярного взаимодействия за счет насыщения макромолекулы полярными группами, ароматическими ядрами, конденсированными циклами; упорядочением надмолекулярной структуры, в частности повышением степени кристалличности; использованием исходных мономеров с симметричной структурой (например, для ароматических полимеров переходом от изофталевой к терефталевой кислоте); образованием поперечных химических связей и увеличением степени сшивания, введением активных наполнителей и т.п.

Таким образом становится понятно, что определять теплофизические свойства экструдированных строительных ПВХ профилей довольно сложно и не стоит просто поджигать какойлибо ПВХ профиль спичкой и потом судить о преимуществах какой-либо фирмы - производителя ПВХ профилей перед другой, как это делают многие строители и продавцы строительных ПВХ профилей и листов.

Владимир КОВАЛЬ