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.

Существует ряд стандартизованных методов определения теплостойкости, которые различаются формой и размерами испытуемых образцов, видом деформации, скоростью повышения температуры и др. 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 которой глубина вдавливания составит определенное значение. Cогласно стандарту ISО Р-75, при испытании на теплостойкость производят изгиб образца, установленного на двух опорах, при действии нескольких нагрузок.

Получаемые в 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. график).


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

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 какой либо 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.


к.т.н. Владимир Коваль