Файл: Брагинский, Г. И. Технология магнитных лент.pdf

наступает разрыв пленки. У пленок из полимера с невысокой сте­ пенью полимеризации шейка не образуется, и такие пленки показы­ вают хрупкое разрушение при малых деформациях (образцы 1 и 2 на кривой рис. 121). Точки разрыва образцов полимера с различным молекулярным весом показаны на кривой кружками, причем повы­ шение порядка цифр на этих точках соответствует увеличению моле­

размеры образца пленки, скорость деформирования, термогигрометрические условия опыта и другие факторы, влияющие на результаты испытания.

Достаточно сложен вопрос о форме и размере образцов магнитной ленты, применяемых для испытаний. Например, судить о свойствах широкой ленты по данным испытания полосок шириной 6,25 мм без учета «масштабного фактора» нельзя, так как даже при полном соблюдении геометрического подобия более широкие и длинные образцы имеют большие дефекты поверхности, которые способствуют разрушению ленты [328]. Природа масштабного фактора до насто­ ящего времени не выяснена, и влияние абсолютного размера образцов

320

первоначальной длины. Это свойство полиэтилентерефталатных пле­ нок, как уже говорилось (см. раздел 3.2.4), используют для улучше­ ния их физико-механических свойств.

Для пояснения на рис. 123 приведена экспериментальная кривая, полученная при растяжении образца полиэтилентерефталатной пленки длиной 150 мм и поперечным сечением 1 мм2 (рис. 123) [332]. Такая пленка разрушается при растяжении до 140%, при этом деформация составляет 328 мм. Так как объем пленки не изменяется,

нагрузку 42,5 кгс/мм2. Если снять нагрузку вблизи точки разрыва, например только при деформации 130%, пленка окажется сильно растянутой. При повторном растяжении такой.пленки можно полу­ чить вторую кривую (см. рис. 122, кривая 4), соответствующую поперечному сечению 1 мм2. Естественно, что в этом случае удли­ нение при разрыве значительно сокращается и составляет уже 27Фо, а удельное разрушающее усилие возрастает до 42,5 кгс/мм2.

Сравнение свойств магнитных лент на полиэтилентерефталатной и ацетатцеллюлозной основе позволяет сделать вывод, что лента на основе из полиэтилентерефталата толщиной 20 мкм при нагрузке 1 кгс удлиняется так же, как лента на ацетатцеллюлозной основе вдвое большей толщины (40 мкм). Это означает, что весьма тонкие ленты на полиэтилентерефталатной основе имеют почти такую же прочность, как обычные ленты на ацетатцеллюлозной основе, если в таком же отношении сокращается толщина рабочего слоя.

Отсюда ясно то огромное преимущество, которое имеет предвари­ тельно растянутая полиэтилентерефталатная основа магнитных лент перед ацетатцеллюлозной в отношении ее механических свойств.

Разрушающее напряжение при растяжении и относительное удлинение при разрыве магнитных лент, определяемые главным образом свойствами основы, в большой степени зависят от темпера­ туры. Ниже приведены механические свойства ацетатцеллюлозной основы магнитных лент при различных температурах:

П р и м е ч а н и е . ат а и е т а —разрушающее напряжение при раотяже-

нии и относительное удлинение при разрыве для магнитной ленты из триацетатцеллюлозной основы; ов и ев а —то же для основы из вторичного аце­

тата целлюлозы.

Возрастание прочности при растяжении основы и падение вели­ чины ее удлинения при разрыве с понижением температуры объяс­ няется уменьшением сегментальной подвижности макромолекул пленкообразующего полимера и возрастающей в связи с этим же­ сткостью макромолекул [64]. По изменению прочности при растя­ жении и удлинения пленок в условиях пониженных температур

322

можно, с известным приближением, судить об их хрупкости, так как хрупкость особенно проявляется при низких температурах.

Таким образом, статическая прочность при растяжении эфиро­ целлюлозных пленок, применяющихся в качестве основы магнитных лент, составляет 6—8 кгс/мм2 для пленок из вторичного ацетата и 9—10 кгс/мм2 для пленок из триацетата целлюлозы. Такие вели­ чины прочности для современных магнитных лент малой толщины явно неудовлетворительны. В применяемых в настоящее время устройствах для магнитной записи и воспроизведения сигналов может быть надежно использована только лента, обладающая высо­ кой прочностью при растяжении. Поэтому во всем мире наблюдается постепенный переход на изготовление магнитных лент на полиэтилентерефталатной основе.

Кроме того, как уже говорилось, ацетатцеллюлозная основа магнитных лент обладает и другими существенными недостатками. Если основа изготовлена из вторичного ацетата целлюлозы, то вслед­ ствие высокого водопоглощения и усадки она теряет свою плоско­ стность, неравномерно деформируется и быстро выходит из строя. Применение же тонких магнитных лент на основе из триацетата целлюлозы ограничивается значительной хрупкостью такой основы.

Высокая прочность при растяжении, высокая размероустойчивость и ряд других показателей полиэтилентерефталатной пленки позволяют значительно уменьшить толщину магнитных лент, увели­ чив количество информации, записываемой на один рулон магнитной ленты. Это имеет большое значение в таких отраслях использования магнитной записи, где решающим фактором является вес, например в космических исследованиях.

Работа ударного разрушения. Испытание прочности на разрыв при динамическом нагружении проводят при помощи маятникового копра, а работу, затраченную на разрушение образца, определяют как разность исходной и остаточной энергии маятника.

Для испытания лент шириной 6,25 мм применяют копер, запас энергии маятника которого 10 кгс-см (~ 1 Дж), а для более широких образцов 200 кгс-см (— 20 Дж). Этот вид испытания более отражает реальные условия эксплуатации магнитных лент, чем испытания в статическом режиме. Для его осуществления имеются специальные приборы [333], позволяющие создать для испытуемого образца толчки, по характеру сходные с толчками, испытываемыми магнитной лентой при запусках и остановках лентопротяжных механизмов записывающей и воспроизводящей сигналы аппаратуре. В таких приборах удару подвергается не сам образец ленты, а один из зажи­ мов, в которых он закреплен. Для того чтобы можно было сравнивать