Ghostscript wrapper for D:\BBB-ARCH\ARCHIWUM-lata-78-71\MTS76_t14z1_4\mts76_t14z4.pdf M E C H A N I K A  T E O R E T Y C Z N A  I  S T O S O W A N A  4,  14  (1976)  B A D A N I A  M E C H A N I C Z N Y C H  I  O P T Y C Z N Y C H  W Ł A S N O Ś CI  P O L I M E T A K R Y L A N U  M E T Y L U  M O D Y F I K O W A N E G O  F T A L A N E M  D W U B U T Y L U * >  B O G D A N  M I C H A L S K I  ( W A R S Z A W A )  1.  Uwagi  wstę pne  Wszystkie  znane  obecnie  przezroczyste  tworzywa  sztuczne  wykazują  w  mniejszym  lub  wię kszym  stopniu  efekt  dwójłomnoś ci  wymuszonej,  czyli  są  czułe  optycznie.  Czułość   optyczna,  j a k ą  odznaczają  się  tworzywa  sztuczne,  nie  stanowi  w  ogromnej  wię kszoś ci  p r z y p a d k ó w  przeszkody  w  ich  uż yciu.  Istnieją  jednak  również  takie  sytuacje,  gdy  od  ma­ teriału  wymaga  się  nie  tylko  okreś lonych  własnoś ci  mechanicznych,  dobrej'obrabialnosci  i  przezroczystoś ci,  lecz  ż ą da  się  ponadto,  aby  miał  on  moż liwie  najmniejszą  dwójłomność   wymuszoną  i  pozostawał  jednorodny  pod  wzglę dem  optycznym  nawet  przy  stosunkowo  duż ym  obcią ż eniu.  Materiały  takie  są  w  szczególnoś ci  potrzebne  w  pewnych  rodzajach  b a d a ń  elastooptycznych.  Tak  na  przykład,  pewne  elementy  urzą dzeń  do  obcią ż ania  modeli  elastooptycznych  muszą  być  wykonywane  z  materiałów  o  moż liwie  niewielkiej  czułoś ci  optycznej.  Materiały  takie  mogą  również  okazać  się  przydatne  w  niektórych  przypadkach  do  budowy  prowizorycznych  układów  optycznych.  Jeś li  wymagania  odnoś nie  braku  efektu  dwójłomnoś ci  wymuszonej nie  są  zbyt  wysokie,  wówczas  uż yć  m o ż na  czę sto  zwykłego  handlowego  polimetakrylanu  metylu  (znanego  pod  handlowymi  nazwami  metapleks,  plexiglas,  perspex  i  lucite).  Jest  to  bowiem  materiał  mają cy  czułość  optyczną  kilkunastokrotnie  niż szą  od  czułoś ci  optycznej  typowych  ż ywic  epoksydowych  i  poliestrowych,  a  ponadto  odznaczają cy  się  korzystnymi  własnoś ciami  mechanicznymi,  stosunkowo  dużą  wytrzymałoś cią  (crr  =  750—1200  k G / c m 2 )  i  wysoką   granicą  proporcjonalnoś ci,  dobrą  obrabialnoś cią,  zadowalają cą  przezroczystoś cią  i  sto­ sunkowo  niskim  kosztem.  Istnieją  jednak  przypadki,  gdy  od  materiału  ż ą da  się,  by  wykazywał  on  w  tak  niewiel­ k i m  stopniu  efekt  dwójłomnoś ci  wymuszonej,  że  nie  m o ż na  uż yć  wówczas  zwykłego  handlowego  polimetakrylanu  metylu.  Najwię ksze  wymagania  pod  wzglę dem  braku  czu­ łoś ci  optycznej  stawia  się  materiałom  uż ywanym  do  wykonywania  modeli  do  trójwymia­ rowych  b a d a ń  elastooptycznych  metodą  warstwy  czynnej  optycznie.  Metoda  ta,  należ ą ca  do  klasycznych  metod  trójwymiarowej  elastooptyki,  polega  na  wykonaniu  modelu  z  materiału  nieczułego  optycznie  i  wklejeniu  w  miejscu  rozpatrywa­ nego  przekroju  warstwy  materiału  o  identycznych  własnoś ciach  mechanicznych,  lecz  wykazują cego  czułość  optyczną.  Przy  prześ wietlaniu  tak  wykonanego  modelu  w  pola­ ryskopie  elastooptycznym  rejestrujemy  obrazy  izochrom  i  izoklin  w  analizowanym  płas­ ł )  Badania prowadzono  w  Pracowni  D o ś w i a d c z a l n ej  Analizy  N a p r ę ż eń  IPPT —  P A N  3  Mechanika  Teoretyczna  4 8 2  В .  M I C H A L S K I  k i m  przekroju  modelu.  Czytelnicy  interesują cy  się  tą  metodą  znaleźć  mogą  bardziej  szczegółowe  informacje  o  niej  na  przykład  w  pracy  [1].  W  metodzie  warstwy  optycznie  czynnej  ż ą da  się,  aby  czułość  optyczna  materiału  modelowego  była  wielokrotnie  (100  lub  wię cej  razy)  mniejsza  niż  czułość  optyczna  typo­ wych  ż ywic  epoksydowych  i  co  najmniej  dziesię ciokrotnie  mniejsza  od  czułoś ci  optycznej  zwykłego  handlowego  polimetakrylanu  metylu.  Jak  wiadomo  z  literatury,  zmniejszenie  czułoś ci  optycznej  polimetakrylanu  metylu  osią gnąć  m o ż na  modyfikując  go  ftalanem  dwubutylu.  Zwię kszając  stopniowo  zawartość   ftalanu  dwubutylu  otrzymujemy  materiał  o  coraz  to  mniejszej  czułoś ci  optycznej  aż  wresz­ cie,  po  przekroczeniu  pewnej  granicznej  wartoś ci,  materiał  o  przeciwnym  znaku  efektu  optycznego1'.  Jednak  pomimo  tego,  że  polimetakrylan  metylu  modyfikowany  ftalanem  dwubutylu  wykorzystywany  był  przez  wielu  a u t o r ó w  do  wykonywania  modeli  elastooptycznych  z  warstwą  czynną  optycznie,  autorzy  posługują cy  się  tym  materiałem  w  badaniach  elasto­ optycznych  nie  przeprowadzali  na  ogół  jego  d o k ł a d n e g o  wzorcowania  i  w  publikacjach  ich  brak  jest  nie  tylko  dokładniejszych  danych  odnoś nie  technologii  wykonania  i  włas­ noś ci  uż ytego  materiału,  lecz  najczę ś ciej  nie  podają  oni  nawet  d o k ł a d n e g o  składu  tego  materiału.  W  tej  sytuacji  autor  artykułu,  przystę pując  do  trójwymiarowych  b a d a ń  elastooptycz­ nych  na  modelach  z  warstwą  czynną  optycznie,  uznał  za  celowe  i  wskazane  przeprowa­ dzenie  d o k ł a d n y c h  b a d a ń  wzorcują cych  materiału  modelowego,  mają cych  na  celu  nie  tylko  wyznaczenie  d o r a ź n y ch  własnoś ci  optycznych,  jak  i  mechanicznych,  lecz  również   własnoś ci  Teologicznych  w  praktycznie  interesują cym  przedziale  czasu.  Rezultaty  tych  b a d a ń  opisano  w  niniejszej  pracy.  2.  Własnoś ci  modyfikowanego  polimetakrylanu  metylu  Cechy  specjalnego  polimetakrylanu  metylu  modyfikowanego  ftalanem  dwubutylu  nie  są  jeszcze  dobrze  znane,  w  przeciwień stwie  do  zwykłego  polimetakrylanu  metylu,  którego  własnoś ci  zbadano  przy  róż nych  zakresach  obcią ż eń  i  dla  k tó reg o  zapropono­ wano  k i l k a  sposobów  opisu  cech mechanicznych  i optycznych  [2,  3,  4,  5,  6].  Jedną  z  nielicz­ nych  publikacji,  zawierają cych  nieco  wię cej  danych  o  optycznych  i  mechanicznych  włas­ noś ciach  tego  materiału,  jest  praca  [7],  której  autorzy  przeprowadzili  badania  k i l k u  skła­ d ó w  polimetakrylanu  metylu  o  róż nej  zawartoś ci  ftalanu  dwubutylu.  Jednym  z  waż niejszych  praktycznie  spostrzeż eń  zawartych  w  powyż szej  pracy  jest  stwierdzenie,  że  polimetakrylan  metylu  o  znacznej  zawartoś ci  ftalanu  dwubutylu  wykazuje  ł )  Zazwyczaj  przyjmuje  się,  że  d w ó j ł o m n o ś ć  ma  znak  dodatni,  gdy  m a t e r i a ł  ma  cechy  dodatniego  kryształu jednoosiowego  i  znak  ujemny  —  gdy  m a t e r i a ł  ma  cechy  ujemnego  k r y s z t a ł u .  W  pracy  przyję to  o d w r o t n ą  k o n w e n c j ę  z n a k ó w  w  celu  uzyskania lepszej  c z y t e l n o ś ci  otrzymanych  w y k r e s ó w  p e ł z a n i a .  Przy  przyję ciu  normalnej konwencji  z n a k ó w  zarejestrowane efekty  optyczne  m i a ł y b y  w  w i ę k s z o ś ci  znak  ujemny  i  krzywe p e ł z a n i a  m u s i a ł y b y  w ó w c z a s  z n a j d o w a ć  s i ę  po  stronie ujemnych  w a r t o ś c i.  B A D A N I A  P O L I M E T A K R Y L A N U  M E T Y L U  4 S3  inną  dwójłomność  przy  ś ciskaniu,  aniż eli  przy  rozcią ganiu  w  przeciwień stwie  do  zwykłego  polimetakrylanu  metylu,  który  zachowuje  się  podobnie  przy  rozcią ganiu  i  ś ciskaniu.  Modyfikowany  polimetakrylan  odznacza  się  liniową  zależ noś cią  efektu  optycznego  od  naprę ż enia  w  dosyć  szerokim  zakresie przy naprę ż eniach  ś ciskają cych  i  wyraź nie  nieliniową   przy  naprę ż eniach  rozcią gają cych  (rys.  1).  Napr ę ż eni e  (f unt ów  na  cal   kwadr at owy)  Л ­  5890  A.   Temper at ur a­WT  @:   dl a  0  mi n  ,  o  dl a  10  mi n  Rys.  1.  Z a l e ż n o ść  efektu optycznego  od  naprę ż enia  dla  polimetakrylanu  metylu  o  róż nej  z a w a r t o ś ci  ftalanu  dwubutylu,  w e d ł u g  b a d a ń  Lamble'a  i  Dahmoucha  [7]  Ze  stwierdzenia  nieliniowej  zależ noś ci  efektu  optycznego  modyfikowanego  polimeta­ krylanu  metylu  od  naprę ż enia  wypływają  waż ne  wnioski  natury  praktycznej.  Tak  więc  w  przypadku  uż ycia  tego  materiału  do  wykonania  modeli  elastooptycznych  lub  elementów  urzą dzeń  obcią ż ają cych  nie jest moż liwe dobranie bezwzglę dnie  optymalnego  składu  i  przy  ustalaniu  najodpowiedniejszej  zawartoś ci  modyfikatora  należy  b r a ć  pod  uwagę  konkretne  warunki  badania:  ś rednią  wartość  i  znak  naprę ż enia  w  analizowanej  strefie  (inna  bę dzie  optymalna  zawartość  modyfikatora  w  przypadku  przewagi  naprę ż eń   rozcią gają cych,  a  inna  w  przypadku  dominują cych  naprę ż eń  ś ciskają cych),  przewidywany  czas  badania  itd.  Badania  przeprowadzone  przez  L A M B L E ' A  i  D A H M O U C H A  [7]  rzuciły  ciekawe  ś wiatło  na  własnoś ci  optyczne  modyfikowanego  polimetakrylanu  metylu  i  wyniki  ich  są  cenne  z  praktycznego  punktu  widzenia,  nie  wyjaś niły  one  jednak  w  pełni  cech  tego  materiału .  Autorzy  pracy  ograniczyli  się  zasadniczo  do  stwierdzenia  faktu  optycznej  nieliniowoś ci  i  nie  pokusili  się  o  dokładniejsze  wyjaś nienie  Teologicznych  własnoś ci  optycznych  zbada­ nego  materiału.  Autorzy  przeprowadzali  pomiary  jedynie  bezpoś rednio  po  obcią ż eniu  i  po  upływie  10  minut  od  chwili  przyłoż enia  obcią ż enia,  co  stanowi  zbyt  k r ó t k i  okres  czasu jak  na  potrzeby  typowego  badania  elastooptycznego.  484  В .  M I C H A L S K I  3.  Przedmiot  i  opis  badań   Przeprowadzone  badania  miały  na  celu:  1.  Ustalenie wpływu  zawartoś ci  ftalanu  dwubutylu  na  własnoś ci  optyczne i mechaniczne  zmodyfikowanego  polimetakrylanu  metylu  przy  k r ó t k o t r w a ł y m  obcią ż eniu  oraz  usta­ lenie  optymalnej  zawartoś ci  modyfikatora  dla  okreś lonego  poziomu  naprę ż eń  i  w a r u n k ó w  badania.  2.  Poznanie  aktywnego  pełzania  optycznego  modyfikowanego  polimetakrylanu  metylu  przy  stałym  obcią ż eniu  i  pełzania  odwrotnego.  Ustalenie  dopuszczalnego  czasu  badania  modelu  elastooptycznego  wykonanego  ze  zmodyfikowanego  polimetakrylanu  metylu  przy  założ onej  dokładnoś ci  wyników.  3.  Stwierdzenie,  czy  zmodyfikowany  polimetakrylan  metylu  może  być  uważ any  za  m a t e r i a ł  o  liniowej  charakterystyce.  4.  Stwierdzenie,  czy  w  zmodyfikowanym  polimetakrylanie  metylu  istnieje  wprost  proporcjonalna  zależ ność  pomię dzy  odkształceniem  a  dwójłomnoś cią,  podobnie  jak  w zwykłym  polimetakrylanie  metylu.  Badania  wpływu  zawartoś ci  ftalanu  dwubutylu  na  własnoś ci  optyczne  i  mechaniczne  modyfikowanego  polimetakrylanu  metylu  podzielonego  na  trzy  etapy.  Pierwszy  etap  obejmował  badania,  mają ce  na  celu  wstę pne  poznanie  cech  róż nych  materiałów  o  zawar­ toś ci  modyfikatora  róż nią cej  się  w  dość  szerokim  zakresie 2 ) .  W  drugim  etapie  zawę ż ono  zakres  b a d a ń  do  k i l k u  składów,  w  obrę bie  któryc h  spodziewano  się  składu  optymalnego  i  wytypowano  dwa  optymalne składy polimetakrylanu  metylu:  materiał  najodpowiedniejszy  do  badania  modeli  z  przewagą  naprę ż eń  rozcią gają cych  i  materiał  najwłaś ciwszy  dla  naprę ż eń  ś ciskają cych.  Trzeci  etap  b a d a ń  obejmował  d o k ł a d n e  badania  Teologicznych  własnoś ci  optycznych  materiałów  uznanych  za  najlepsze.  Badania  pierwszego  etapu  przeprowadzono  na  d w ó c h  rodzajach  p r ó b e k .  Zachowanie  się materiału  przy naprę ż eniach rozcią gają cych  badano  na  p r ó b k a c h  o  kształcie  «wiosełka»;  długość  czę ś ci  prostoką tnej  p r ó b k i  wynosiła  120  mm,  zaś jej  przekrój  10 x  5 mm.  D o  bada­ nia  własnoś ci  materiału  przy  naprę ż eniach  ś ciskają cych  uż yto  p r ó b e k  o  kształcie  prosto­ padłoś ciennym  o  wymiarach  40  x 40 x  90  mm.  Badane  p r ó b k i  były  umieszczone  w  przestrzeni  pomiarowej  polaryskopu  o  rozpro­ szonym  ź ródle  monochromatycznego  ś wiatła  sodowego.  Ż ą dany  program  jednoosiowego  rozcią gania  realizowano  za  poś rednictwem  u k ł a d u  dź wigniowego,  zapewniają cego  płynne  przykładanie  i  zdejmowanie  obcią ż enia.  Badania  prowadzono  w  temperaturze  pokojowej.  Osiowe  wydłuż enie  p r ó b e k  mierzono  za  poś rednictwem  ekstensometru  zegarowego  Schoppera  o  bazie  pomiarowej  50  m m  i  działce  elementarnej  1/100  mm.  Dwójłomność   wymuszoną  w  płaszczyź nie  p r ó b k i  mierzono  metodą  kompensacji  goniometrycznej  SENARMONTA.  D o k ł a d n o ś ć  zastosowanej  metody  pomiaru  efektów  optycznych  wynoszą ca  o k o ł o  ± 0 , 0 1  rzę du  iz. u w a ż a na  być  może  za  wystarczają cą,  nawet jeś li  zważ yć,  że  wartoś ci  rejestrowanych  efektów  optycznych  były  niewielkie  i  nie  przekraczały  zasadniczo  wartoś ci  0,5  rzę du  iz.  2 )  P r ó b k i  polimetakrylanu  metylu  o  róż nej  z a w a r t o ś ci  ftalanu  dwubutylu  wykonane  b y ł y  w  Z a k ł a ­ dach Chemicznych  w  O ś w i ę c i m iu przez p.  Tadeusza  Krawczyka  pod  kierunkiem  mgr  i n ż .  Grzegorzewicza.  B A D A N I A  P O L I M E T A K R Y L A N U  M E T Y L U  485  Pomiary  prowadzono  przy  skokowo  wzrastają cym  obcią ż eniu.  Program  obcią ż enia  przyję to  taki  sam  przy  badaniu  p r ó b e k  rozcią ganych,  jak  i przy badaniu  p r ó b e k  ś ciskanych.  N a  rys.  2  przedstawiono  otrzymane  wykresy  m(a).  Wartoś ci  m(a)  na  rys.  2  i  n a s t ę p n y ch  'C;  5  ­1,0­ —0,5­ 9,51  Rys.  2.  Z a l e ż n o ść  d w ó j ł o m n o ś ci  od  n a p r ę ż e n ia  dla  polimetakrylanu  metylu  o  r ó ż n ej  z a w a r t o ś ci  ftalanu  dwubutylu  przy  schodkowym  w z r o ś c ie  n a p r ę ż e n i a,  w e d ł u g  b a d a ń  autora  sprowadzono  do  jednostkowej  gruboś ci  modelu,  co  pozwala  na  ich  p o r ó w n y w a l n o ś ć.  N a  rys.  3  widoczne  są  krzywe  zależ noś ci  e(a)  dla  czterech  spoś ród  zbadanych  materiałów,  wyznaczone  przy  naprę ż eniach  rozcią gają cych.  Е Ш "  27200kG/ cm 2  E',2% "  22200kG/ cm2  Et o,2­i r / . "  26500  kG/ mm2  2,5  15  e­!0' s' 7,5  10  12,5  Rys.  3.  Z a l e ż n o ść  o d k s z t a ł c e n i a  od  n a p r ę ż e n ia  dla  polimetakrylanu  metylu  o  róż nej  z a w a r t o ś ci  ftalanu  dwubutylu  przy  n a p r ę ż e n i a ch  rozcią gają cych  486  В .  M I C H A L S K I  A n a l i z a  uzyskanych  wyników  pozwala  na  wycią gnię cie  d w ó c h  w n i o s k ó w :  a)  Polimetakrylan  metylu  o  znacznej  zawartoś ci  ftalanu  dwubutylu  (w  granicach  od  8 do  12%)  wykazuje  zasadniczo  w  dość  duż ym  zakresie  liniową  zależ ność e(cr),  tak  przy  naprę ż eniach  ś ciskają cych,  jak  i  rozcią gają cych.  Pozostaje  to  w  widocznej  sprzecznoś ci  z  efektami  optycznymi  tego  materiału  (zależ ność  m{a)  w  przypadku  naprę ż eń  rozcią ga­ ją cych  jest  wyraź nie  nieliniowa).  b)  Jak  widać  z  wykresu e(a),  zawartość  ftalanu  dwubutylu  ma  tylko  nieznaczny  wpływ  na  cechy  mechaniczne  materiału.  Tak  na  przykład,  zmianie  iloś ci  modyfikatora  w  gra­ nicach  od  10,2  do  11,2%  towarzyszy  zmiana  «umownego  m o d u ł u  sprę ż ystoś ci»  o  około  5%.  Jest  to  istotne  spostrzeż enie.  Opierając  się  na  nim  m o ż na  było  bowiem  w  dalszym  cią gu  poniechać  p o m i a r ó w  odkształceń  i  ograniczyć  się  wyłą cznie  do  pomiaru  efektów  optycznych.  Pozwoliło  to  na  uproszczenie  techniki  laboratoryjnej  badania.  Badania  drugiego  etapu  dotyczyły  materiałów  wyselekcjonowanych  w  poprzednim  etapie.  Badania  przy  naprę ż eniach  ś ciskają cych  prowadzono,  podobnie  jak  poprzednio,  na  p r ó b k a c h  o  kształcie  prostopadłoś ciennym  o  wymiarach  40 x 40 x 90  cm.  W  etapie  tym  zbadano  własnoś ci  optyczne  materiałów  o  trzech  róż nych  zawartoś ciach  ftalanu  dwubutylu  r ó w n y c h :  10,4%,  10,2%  i  10,0%.  Otrzymane  wyniki  doprowadziły  do  usta­ lenia  składu  materiału  o  minimalnej  czułoś ci  optycznej  przy  naprę ż eniach  ś ciskają cych.  Z a  optymalny  uznano  materiał  zawierają cy  10,2%  ftalanu  dwubutylu.  Stwierdzono,  że  materiał  o  tym  składzie  ma  bardzo  wysoką  stałą  materiałową (Kt x  10 000  k G / c m  rzą d).  Badania  materiałów  przy  naprę ż eniach  rozcią gają cych  prowadzono  na  p r ó b k a c h  o  zbież nym  kształcie  strefy  pomiarowej.  Zastosowanie  tych  p r ó b e k  przyczyniło  się  do  znacznego  uproszczenia  i  przyspieszenia  b a d a ń ,  gdyż  przy  tym  sposobie  m o ż na  otrzymać   wykresy  pełzania  przy  róż nych  poziomach  obcią ż enia  analizując  poszczególne  przekroje  jednej  p r ó b k i .  N a  rys.  4  przedstawiono  otrzymane  wykresy  zależ noś ci  m(a)  dla  materiałów  o  róż nych  składach.  N a  rysunku  tym  naniesiono  ponadto  wykres  m(a)  dla  handlowego  polimeta­ m  0,75  0,50  0,25  1,0  1,5  2,0  cr  kE/mm2 0 0,5  Rys.  4.  Z a l e ż n o ść  m(a)  dla  polimetakrylanu  metylu  o  r ó ż n ej  z a w a r t o ś ci  ftalanu  dwubutylu  przy  stałych  n a p r ę ż e n i a ch  rozcią gają cych  (t  =  1  godz)  t k­28h  12 h  18 h  ­  p'153kG  ­ 28h  З О Л  32h  t  -U—p­0  Rys.  5.  Pełzanie  optyczne  polimetakrylanu metylu  zawierają cego  10,2%  ftalanu  dwubutylu; czas badania —  32  godziny  "'op — efekt elastooptyczny zmierzony bezpoś rednio  po przyłoż eniu  obcią ż enia,  m0jt  — efekt  elastooptyczny zmierzony po upływie  28  godz.  od  chwili  przyłoż enia  obcią ż enia, mnp — efekt  elastooptyczny  zmierzony  po  upływie  4  godz.  od  chwili  odcią ż enia  m(t)  0,75  0,50  0,25  z. i z./cm2­ kG]  a­const (kG/mm2)  ­0,10 ­ Rys.  6.  Pełzanie  optyczne  polimetakrylanu  metylu  zawierają cego  11,2%  ftalanu  dwubutylu; czas badania —  32  godziny  '»op  efekt elastooptyczny zmierzony bezpoś rednio po przyłoż eniu  obcią ż enia,  mo* — efekt elastooptyczny  zmierzony po upływie  24  godz.  od chwili  przyłoż enia  obcią ż enia,  ш „р — efekt  elastooptyczny  zmierzony  po  upływie  6  godz.  od  chwili  odcią ż enia  [487]  488  В .  M I C H A L S K I  krylanu  metylu,  nie  zawierają cego  ftalanu  dwubutylu.  Otrzymane  wykresy  róż nią  się   nieco  od wykresów  dla  analogicznych  materiałów  uzyskanych  w poprzednim  etapie,  gdyż   odpowiadają  one  stałej  wartoś ci  obcią ż enia,  podczas  gdy  badania  poprzedniego  etapu  prowadzono  przy  obcią ż eniu  schodkowym.  Z a najlepszy  materiał  dla  naprę ż eń  rozcią ga­ j ą c y ch  uznano  materiał  zawierają cy  11,2%  ftalanu  dwubutylu.  a­0,75  mop­0,030  mok­0.084  \[a­0,75]\[o­1.05]  30' go'  7h  t  Rys.  7­  Pełzanie  optyczne  polimetakrylanu  metylu  zawierają cego  10,2%  ftalanu  dwubutylu  w c i ą gu  pierw­ szych  d w ó c h  godzin  od  chwili  p r z y ł o ż e n ia  o b c i ą ż e n ia  mop —• efekt elastooptyczny zmierzony bezpoś rednio  po przyłoż eniu  obcią ż enia, in0k  — efekt elastooptyczny zmierzony po  upływie  2  godz.  od  chwili  przyłoż enia  obcią ż enia  m(t) 0,50  0,25  0  ­0Л 0  r z. i z.   r z. i z.   mm2/ l ° ° ) - Aci< > a) — > 0"o  mc  oznacza  zarejestrowany  efekt  optyczny  przy  aktywnym  pełzaniu.  Jeś li  zachowanie  się materiału  jest  liniowe,  wówczas  funkcja  pełzania  zależy  jedynie  od  czasu  i  reprezentuje  własnoś ci  optyczne  rozpatrywanego  materiału.  Tak  wię c,  dla  materiału  liniowego  wartoś ci  tej  funkcji  muszą  być niezależ ne  od  naprę ż enia.  W y n i k a  stą d,  że chcąc  sprawdzić,  czy badany  materiał jest  liniowy  wystarczy  obliczyć  odpowiednie  funkcje  pełzania  oraz  stwierdzić,  czy są one niezależ ne  od  naprę ż enia.  N a  rys.  5—8  wykreś lono  przerywanymi  liniami  funkcje  pełzania  dla  róż nych  p o z i o m ó w  naprę ż enia.  Już pobież na  analiza  pozwala  stwierdzić,  że funkcje  te  są  wyraź nie  zależ ne  od  naprę ż enia;  ś wiadczy  to  o  silnej  nieliniowoś ci  materiału.  Charakter  tej  nieliniowoś ci  jest  jeszcze  lepiej  widoczny  z  wykresów  przedstawionych  na rys.  9—12,  na  k t ó r y c h  uwi­ doczniono  zależ noś ci m(o) i Kc(a)  dla  k i l k u  wybranych  czasów  dla  obu  zbadanych  mater­ iałów.  W przypadku  materiału  liniowego  zależ noś ci Kc(a)  powinny  mieć  p o s t a ć  prostych  równoległych  do osi x.  Nachylenie  krzywych Kc = Kc(a)  może  być  miarą  nieliniowoś ci.  N a  zakoń czenie  warto  zwrócić  uwagę  na jeszcze  jeden  szczegół.  W pracy  A B A U D A  [4]  stwierdzono,  że  w  zwykłym  polimetakrylanie  metylu  istnieje  wprost  proporcjonalna  zależ ność  pomię dzy  odkształceniami  a  dwójłomnoś cią  wymuszoną.  Analogiczny  wynik  otrzymano  także  w pracy  [7]. W przypadku  polimetakrylanu  modyfikowanego  ftalanem  dwubutylu  zjawisko  to  nie zachodzi.  Przekonać  się o  tym  m o ż na  wykreś lając  zależ ność   pomię dzy Kc  a Jc (Jc — funkcja  pełzania  mechanicznego).  Gdyby  zachodziła  bowiem  Proporcjonalność  pomię dzy  odkształceniami  a  dwójłomnoś cią  wówczas  punkty Kc — Jc musiałyby  leż eć  na  prostej  przechodzą cej  przez  począ tek  u k ł a d u .  T a k jednak  nie jest,  punkty  te  nie  leżą  na  prostej.  [490]  492  В .  M I C H A L S K I  Literatura  cytowana  w  tekś cie  1.  R .  S.  D O R O S Z K I E W I C Z ,  J .  L I E T Z ,  B.  M I C H A L S K I ,  Metody warstwy elastooptycznej  w  zastosowaniu  do  mo­ delowania  badania przestrzennych  zagadnień  kontaktowych,  Rozpr.  I n ż ., 3,  15  (1967), 457­458.  2.  J . T .  P I N D E R A ,  Reologiczne własnoś ci  materiałów  modelowych,  W N T , Warszawa  1962.  3.  J .  M A R T I N ,  J . E .  G R I F F I T H ,  Creep relaxation  of plexiglas HA for  simple stress,  Jour,  of  the  Engin.  Mech.  Div.,  Proc.  of  A S C E ,  6  (1956).  4.  J .  A B A U D ,  Recherches  sur  la  relation contrainte­birefringence  dans  le plexiglas M  222,  Rech.  Aero.,  26  (1952),  31  ­ 39.  5.  H .  W O L F ,  Spannungsoptik,  Springer­Verlag, Berlin.  G ó t t i n g e n ,  Heidelberg  1961.  6.  H . A .  R O B I N S O N ,  R .  R U G G Y ,  E .  S L A N T H ,  Jour,  of  A p p l .  Phys.,  15  (1944),  343.  7.  J . H .  L A M B L E ,  E . S.  D A H M O U C H ,  Photoelastic properties of plasticized polymethyle methacrylate  in  the  glassy state,  Brit.  Jour,  of  Appl.  Phys.,  6  (1958).  8.  A .  D R E S C H E R ,  B.  M I C H A L S K I ,  Reologiczne, mechaniczne  i  optyczne  własnoś ci  polimetakrylanu metylu  w  warunkach  złoż onej  historii obcią ż enia,  Mech.  Teor.  i  Stos.  2,  9  (1971),  241  ­  261.  Р е з ю ме   И С С Л Е Д О В А Н ИЕ  М Е Х А Н И Ч Е С К ИХ  И  О П Т И Ч Е С К ИХ  С В О Й С ТВ   П О Л И М Е Т А К Р И Л А НА  М Е Т И ЛА  М О Д И Ф И Ц И Р О В А Н Н О ГО  Ф Т А Л А Н ОМ   Д В У Б У Т И ЛА   В  р а б о те  п р е д с т а в л е ны  р е з у л ь т а ты  и с с л е д о в а н ий  п о л и м е т а к р и л а на  м е т и ла  м о д и ф и ц и р о в а н­ н о го  ф т а л а н ом  д в у б у т и л а.  Ц е ль  э т их  и с с л е д о в а н ий  —  у с т а н о в и ть  в л и я н ие  п р и м е си  ф т а л а иа д в у­ б у т и ла  на о п т и ч е с к ие  и  м е х а н и ч е с к ие  с в о й с т ва  м а т е р и а л а,  а  т а к же  н а й ти  к о л и ч е с т во  ф т а л а ц а, п ри   к о т о р ом  м а т е р и ал  и м е ет  м и н и м а л ь н ую  о п т и ч е с к ую  ч у в с т в и т е л ь н о с т ь.  И с с л е д о в а на  а к т и в н ая  и о б­ р а т н ая  п о л з у ч е с ть  д в ух  в ы б р а н н ых  с о с т а в ов  м а т е р и а ла  в  п р а к т и ч е с ки  с у щ е с т в е н н ом  и н т е р в а ле   в р е м е н и.  S u m m a r y  I N V E S T I G A T I O N  O F  M E C H A N I C A L  A N D  O P T I C A L  P R O P E R T I E S  O F  P O L Y M E T H Y L  M E T A C R Y L A T E  M O D I F I E D  W I T H  D I ­ B U T H Y L E  P H T A L A T E  The  paper delas  with  the  investigations  of  the  mechanical  and  optical  properties  of  polymethyl  meta­ crylate  modified  with  di­buthyle  phtalate  and  with  determination  of  the  contents  of  di­buthyle  phtalate  at  which  the  material  obtained  reveals  the  minimum  optical  sensitivity.  Also  investigated  was  the  active  and  recovery  creep  at  constant  loading  in  the  practically interesting  time  range  for  two  materials  of  parti­ cular  compositions.  I N S T Y T U T  P O D S T A W O W Y C H  P R O B L E M Ó W  T E C H N I K I  P A N  Praca  została  złoż ona  w  Redakcji dnia  7  kwietnia 1975  r.