Отчет о научно-исследовательской работе. Односторонняя печать

45 
 
 
происходит преимущественно в поверхностных слоях полиэтилена. При этом 
происходит охрупчивание полиэтилена вследствие уменьшения молекулярной 
массы. 
Более тщательное изучение процессов фотодеструкции полиэтилена показы-
вает, что возникающие в процессе деструкции свободные радикалы, являясь ак-
тивными центрами инициирования процесса разрыва макроцепей, способствуют 
лавинообразному разрушению полиэтилена в более глубоком слое образца. При 
низких температурах, когда способность рекомбинации свободных радикалов 
резко снижается [42], процессы деструкции полиэтилена под действием свобод-
ных радикалов проходят значительно глубже. Все это приводит к резкому умень-
шению молекулярной массы, появлению хрупкости и быстрому ухудшению экс-
плуатационных свойств. 
Полиэтилен высокого давления характеризуется в целом высокой стойко-
стью при температурах до 60°С. Однако подвержен старению и окислительному 
разрушению под действием активной части солнечной радиации, ионизирующего 
излучения. После облучения этот полимер полностью теряет способность раство-
ряться в органических растворителях, приобретает упругость, причем модуль 
упругости может увеличиться на 200-250% с нарастанием его хрупкости. Эти из-
менения свойств отражают образование поперечных связей, хотя в кристаллизо-
ванном полиэтилене между цепями молекул всегда действуют слабые ван-дер-
ваальсовы силы. 
Согласно [45] процесс фотодеструкции описывается следующим выражени-
ем: 


0
0
1
1
1
t
KI t
el
P
P
ml



(1.4) 
где P
t
, P
0

соответственно начальная средняя и средняя в момент времени t 
степень полимеризации; 
K 

константа скорости процесса, с
-1
;

---

46 
 
 
I
0

интенсивность УФ-излучения, Вт/м
2
; m 

доля мономера в единице объ-
ема образца, m = 0,8;
l

толщина слоя покрытия, м; a 

коэффициент поглощения полиэтиленово-
го покрытия, а = 0,8. 
Преобразовав (1.4), получим выражение для определения времени сохраняе-
мости t
с
свойств полимера при изменении его состояния от P
t
до P
о
:


0
0
1
1
1
t
c
al
ml
P
P
t
kI
e









. (1.5) 
При соответствующей постановке задачи выражение (1.5) может служить для 
оценки сроков сохраняемости полимерного покрытия и его остаточного ресурса. 
Однако для полимерных материалов практически невозможно в настоящее 
время оценить срок сохраняемости свойств, так как сложные процессы длитель-
ного атмосферного старения и разрушения полимеров еще полностью не изучены, 
а обратимые изменения свойств практически не исследованы. Срок сохраняемо-
сти полимерного материала представляет собой сложную функцию начальных 
значений, скорости изменения и критических (предельных) значений характерных 
параметров, условий окружающей среды и приложенных нагрузок: 


x,
,
,
,
t,
t,
,
,
,
,
,
кр
кр
с
t
x
х
P T



  

   
(1.9) 
где 
x
– среднее значение характерного параметра, (для данного случая – относи-
тельное удлинение испытуемого материала ед.);

– дисперсия характерного параметра, ед.
2
;
кр
кр
,
х

– критические значения характерного параметра и его дисперсии, ед., 
ед.
2
;
t
t,
х





– скорость изменения характерного параметра и его дисперсии 
соответственно, ед./c, ед.
2
/c; 
Т – температура, К;

– влажность, ед.; 

---

47 
 
 

– облучение, Вт/м
2
;

– коэффициент диффузии активно-химической среды, м
2
/c;
Р – нагрузка, Па
. 
Между тем, в условиях длительного атмосферного хранения проблема со-
храняемости параметров полимерных покрытий в соответствии с требования 
ГОСТ Р 52568-2006 [128] является актуальной не только в техническом, но и в 
экономическом аспектах, так как существуют значительные резервные запасы 
труб с полиэтиленовым покрытием, сроки хранения которых установлены экс-
пертно и не имеют пока научного обоснования. 
Разработка методики прогнозирования сроков сохраняемости полимерных 
покрытий при атмосферном хранении в условиях северного климата является од-
ной из задач диссертационной работы.