Влияние температуры на ДПК
Мы продолжили исследование изделий из ДПК на основе модифицированной рецептуры, производимых нашей компанией. Напомним, что модификация рецептуры заключалась в частичной замене древесного наполнителя на минеральный и незначительными вариациями всех остальных добавок (модификаторов, стабилизаторов, антипиренов и других, присущих классической рецептуре материалов из ДПК). В качестве минерального наполнителя был выбран CaCO3 (мел). Также напомним, что оптимальное соотношение древесного и минерального наполнителей составляет 60/40%. Это привело к существенному снижению набухания материалов с 1,25% до 0,01% при сохранении высоких механических свойств, малой истираемостью (см. статью на нашем сайте «Существенное снижение водопоглощения изделий, производимых компанией Savewood, с сохранением высоких механических характеристик»).
Мы решили убедиться, что частичная замена древесного наполнителя на минеральный не приведет к повышенному увеличению размеров материала в разных направлениях, таких как длина, ширина и толщина в результате нагрева изделий, например, при нагреве на солнце открытого участка террасы отделанной террасной доской. Как известно, одной из важнейших характеристик, отвечающих за увеличение размеров изделий при нагреве является коэффициент линейного термического расширения (КЛТР), его мы и будем определять для террасных досок, производимых компанией Savewood из ДПК на основе ПВХ с модифицированным наполнителем.
Ранее были проведены испытания стандартных образцов изделий, производимых компанией Savewood и результаты были сравнены с показателями изделий, производимых другими отечественными и зарубежными компаниями. (см. статью на нашем сайте «Сравнение деформационной теплостойкости и коэффициента линейного термического расширения террасной доски ведущих производителей: Twinson (ПВХ), Zager (ПП), Savewood (ПВХ) и Masterdeck (ПЭ)», а также статьи в других официальных изданиях). Дальнейшее рассмотрение проведем путем сопоставления свойств стандартных образцов, производимых компанией Savewood, назовем их контрольным образцом, со свойствами модифицированных образцов, также производимых нашей компанией. В таблице 1 приведены составы образцов, используемых в данной работе.
*Образец № 2 произведен не в компании Savewood, а в другой отечественной компании. Он также содержит в качестве матричного полимера ПВХ.
Измерения
Измерения проводились следующим образом: образцы террасных досок были измерены по длине и ширине при 18°С с помощью штангенциркуля, снабженного электронной системой отсчета. Точность измерения составляла 0,01мм. Далее эти образцы помещались в термошкаф и выдерживались до температуры 50°С в течение 1,5 часов. После этого образцы последовательно извлекались из термошкафа, и температура их поверхности измерялась пирометром ADA Instruments TemPro 550. Также измерялись размеры образцов по длине и ширине, которые увеличивались в результате повышения температуры материала. Измерения проводились в разных местах каждого образца (по середине образца, в месте расположения усиливающего ребра). Результаты измерений помещены в таблицы 2, 3 и 4. На основе этих результатов рассчитывался коэффициент линейного теплового расширения по формуле:
где l0 – исходный размер образца, lТ – размер образца после нагрева, T0 – исходная температура, T— конечная температура нагрева.
На основе проведенных измерений рассчитывались усредненные значения КЛТР, приведенные в таблице 5.
Где
Loр – начальная длина на ребре образца
Lр – длина на ребре после нагрева
DLр – разница длин на ребре
Loc – начальная длина по середине образца
Lc – длина после нагрева по середине образца
DLc – разница длин по середине
aр∙106·К-1 – КЛТР на ребре
aс∙106·К-1 – КЛТР по середине образца
aобщ∙106·К-1 – общий КЛТР всего образца
aконтр∙106·К-1 – КЛТР контрольного образца
Очень важно отметить, что что КЛТР для мела меньше, чем для древесины. Так, для древесины КЛТР равен 3.7х10(-6) К(-1), а для мела КЛТР лежит в пределах от 2 до 6х10(-6)F(-1), где F – температура по Фаренгейту. Если пересчитать эти данные по Кельвину, то будет от 1.12 до 3.37х10(-6) К(-1). Таким образом, если древесина частично замещается мелом, то это должно немного снижать КЛТР или почти не изменять его, что и наблюдается в результатах нашего исследования.
