. ДГр при нек-рой сравнительно низкой темп-ре Тр скорости тепловыделения и теплоотвода становятся равными [кривая 0~(Т) пересекает кривую Q + (T)] и дальнейший рост темп-ры образца прекращается. При нестационарном С. скорость теплоотвода всегда меньше скорости тепловыделения [кривая Q~(T) расположена ниже кривой 0 + (Т)], в результате чего происходит непрерывный самоускоряющийся рост темп-ры образца.

Граница стационарных и нестационарных режимов С. определяется условием касания кривых Q+(Т) и Q-(T), к-рое позволяет определить предельно допустимый, или критический, С. (АТК), если известны аналитич. выражения функций 0 + (Т) и 0~(Т). В простейшем случае, когда напряжение а изменяется по гармонич. закону с частотой со, 0+(Т) м. б. выражено след. обр.:

(?+(7') = жво;[5^(Г)] (2)

где а0 — амплитудное значение а, 6 — угол механич. потерь, Е' — динамич. модуль. Для ряда материалов установлены эмпирич. ф-лы, выражающие экспоненциальную зависимость sin ЫЕ', и рассчитаны значения АТК. В общем случае Д Тк определяют приближенно по кинетич. кривым раСтационарный (I) и нестационарный (II) режимы саморазогрева: а — зависимость тепловыделения Q+ и теплоотвода Q- от темп-ры, б — кинетика саморазогрева (пунктиром показан режим, соответствующий критич. са- о моразогреву). Т„ — началь- ? ная темп-ра образца, равная § _ темп-ре внешней среды; Тр— 8-'« темп-ра стационарного само- | г разогрева; Тк — критич. ? темп-ра; ДГр — стационарный саморазогрев; ДТК — Tt

критич. саморазогрев. g Время

зогрева образца как ординату точки пересечения касательных к вогнутому и выпуклому участкам (см. рис. 1, б). Значение АТК практически не зависит от условий деформирования и определяется в основном упруго-гистерезисными свойствами полимера. Ниже приведены значения критич. С. для ряда полимеров при темп-рах, близких к комнатной:

Полиформальдегид 39

Полиэтилен высокой плотности 23

Полипропилен 21

Эпоксидная смола отвержденная 21

Поли-е-капроамид 15

Политрифторхлорэтилен 14

Полигексаметиленсебацинамид 11

Полиэфирная смола отвержденная .... 9

Превышение АТК и катастрофич. рост темп-ры приводит к быстрому разрушению материала в результате потери прочности, размягчения или термич. деструкции.

Значение стационарного С. зависит как от упруго-гистерезисных свойств материала, так и от условий нагружения. Если материал эксплуатируется в высокоэластич. состоянии, то стационарный С. обусловливает уменьшение тепловыделения, поскольку с ростом темп-ры механич. потери уменьшаются. Поэтому для резин, как правило, С. не приводит к критич. ситуации. Однако при большой частоте нагружения и высокой Тл может произойти значительная деструкция и реализоваться критическое условие перехода в вязкотекучее состояние.

Если материал не обладает достаточной структурной стабильностью, то возможно изменение его упруго-гистерезисных свойств в результате утомления и соответственно смещение кривой 0+(Т) в сторону более низких темп-р, что приводит к непрерывному медленному возрастанию Гр вплоть до Тк. Этот эффект часто наблюдается для стеклопластиков и приводит к постепенному разрушению как связующего, так и его контактов со стеклом.

Кроме повышения средней темп-ры тела или особо нагруженной его области (рабочей части образца при изгибе, поверхностного слоя при трении и т. п.), возможен локальный С. в микрообластях перенапряжений, обусловленных неоднородностью структуры полимерных материалов и наличием дефектов. Локальный С. может привести к тому, что эти микрообласти станут очагами разрушения (см. Утомление).

Лит.: Р а тн ер СБ., Коробов В. И., ДАН СССР, 161, № 4, 824 (1965); Зав. лаб., М 5, 589 (1966); Б аренблатт Г. И. [и др.], ДАН СССР, 166, № 4 (1966); Малмейстер А. К., Т а м у ж В. П., Тетере Г. А., Сопротивление жестких полимерных материалов, 2 изд., Рига, 1972, с. 274.

С. Б. Ратнер, В. И. Коробов. САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА полимерных материалов (sanitarian-hygienical characteristic, sanitats-hygienische Charakteristik, caracteristique sanitaire-hygienique). Содержание:

Основные методы исследования 358

Требования к полимерным материалам различного

назначения 360

Характеристика нек-рых полимеров и ингредиентов полимерных материалов 366

Пути улучшения санитарно-гигиенич. свойств полимерных материалов 369

Организация службы контроля санитарно-гигиенич.

свойств полимерных материалов в СССР 370

Санитарно-гигиенич. характеристика — комплекс показателей, определяющих потенциальную опасность полимерных материалов для здоровья человека и их соответствие гигиеническим требованиям, к-рые предъявляются к материалам или изделиям конкретного назначения.

Применение полимерных материалов в условиях, связанных с их воздействием на человеческий организм, в большинстве случаев жестко регламентируется соответствующими гигиенич. требованиями к самим полимерам, к исходным веществам для их синтеза (мономерам, катализаторам и др.), а также к ингредиентам композиций. Все материалы, независимо от области их применения, должны удовлетворять общему требованию — не выделять в окружающую среду вредных (токсичных) веществ в таких количествах, к-рые могут оказывать прямое или косвенное неблагоприятное действие на организм человека. Комплекс гигиенич. требований определяется назначением материала.

Испытания полимерных материалов на их соответствие санитарно-гигиенич. требованиям включают: 1) са-нитарно-химич. исследования — идентификацию и определение концентрации веществ, мигрирующих из материала в контактирующие с ним среды; 2) токсикология, исследования — выявление возможного токсич. действия материала или содержащихся в нем химич. агентов на организм (данные этих исследований обязательны для С.-г. х. объектов любого назначения). В зависимости от сферы применения и предполагаемых условий эксплуатации материалов и изделий существенное значение в их С.-г. х. могут иметь и др. показатели: органолептич. (напр., запах и привкус материала или контактирующих с ним сред); физиолого-гигиенич. (напр., темп-ра поверхности кожи при контакте с материалом); физико-гигиенич. (напр., коэфф. теплопроводности, к-рый в гигиенич. практике принято называть коэфф. теплоусвоения, водо- и паропроницаемость материала, его электризуемость);. микробиологич. (влияние материала на развитие микроорганизмов).

Основные методы исследования

Санитарно-химические исследования. Загрязнение среды, контактирующей с поверхностью полимерного материала, веществами, к-рые могут неблагоприятно воздействовать на организм, обусловлено совокупностью взаимодействий между материалом и средой. Из материала мигрируют содержащиеся в нем низкомолекулярные соединения — остаточные мономеры, растворители, катализаторы, пластификаторы, стабилизаторы и др., а также продукты деструкции, гидролиза и др., образовавшиеся при переработке полимера в изделие и при эксплуатации последнего в условиях действия высокой темп-ры, радиации, механич. нагрузок и др. Т. обр., сама контактирующая с полимером среда может вызывать реакции, приводящие к образованию низкомолекулярных мигрирующих соединений.

Миграция — сложный многостадийный процесс, продолжительность к-рого может составлять от нескольких часов до многих месяцев, а иногда и лет. Скорость движения мигрирующих веществ из материала к границе его раздела со средой определяется скоростью диффузии этих веществ в материале, зависящей от степени сродства диффундирующего вещества и полимера, от степени кристалличности последнего и др. Процесс может существенно осложняться вследствие встречной диффузии среды внутрь материала, отличия свойств поверхностного слоя исследуемого изделия (или образца) от свойств его внутренних слоев, существования на поверхности изделия пограничного диффузионного слоя контактирующей с полимером среды, концентрация мигрирующих веществ в к-ром выше, чем в объеме этой среды. Сложность санитарно-химич. исследований связана также и с тем, что перед их началом не всегда бывает известен состав мигрирующих токсичных соединений и, кроме того, в нек-рых случаях отсутствуют чувствительные и селективные методы их определения.

Санитарно-химич. исследования проводят в условиях, максимально приближающихся к эксплуатационным (темп-ра, отношение поверхности материала или его массы к объему или к массе контактирующей среды, продолжительность контакта, состав среды и др.). Действие мигрирующих соединений зависит в большинстве случаев от того, в каком количестве они попадают в организм, а также от времени воздействия.

Полученные в санитарно-химич. экспериментах значения концентраций токсичных соединений сравнивают с их предельно допустимой концентрацией (ПДК), установленной в специальных токсикологич. экспериментах и зависящей от условий использования материала. Такое сравнение может дать лишь предварительную оценку применимости материала для тех или иных целей. Окончательное решение о возможности его использования в конкретных условиях эксплуатации принимается только после токсикологич. исследований.

Состав модельных сред для санитарно-химич. экспериментов подбирается в зависимости от области применения материала. Один из наиболее универсальных приемов исследования материалов, контактирующих с жидкими средами,— использование в качестве модельной жидкости дистиллированной воды или водных р-ров.. Для полимеров, применяемых в водоснабжении, модельной средой служит водопроводная вода; в пищевой пром-сти — жидкости, имитирующие пищевые среды; в медицине — биологич. жидкости. Для оценки полимеров, используемых в герметичных обитаемых объектах (космич. и подводные аппараты, скафандры, салоны кораблей и др.), а также в строительстве жилых и общественных зданий используют газовые среды соответствующих состава и влажности.

Перечень индивидуальных токсичных веществ, определяемых в средах, к-рые контактируют с полимерным материалом, зависит от химич. строения и состава последнего, условий его технологич. переработки, а также от области применения изделия. В тех случаях, когда анализ отдельных с