Устройство для реологических исследований полимерных пленок

Устройство для реологических исследований полимерных пленок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТЮ ДЛЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ ИСС|ЙДРВАНИЙ ПOЛИMEPHЫX JUIEHOK, содёржацёе корпус, нагреватель, механизм нагружения, подвижный захВат , системы термостатирования, измерения деформации и сигнализации, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона исследуемых материалов и повышения точности измерений путем совмещения во времени моментов приложения нагрузки и перехода полимера в вязкотекучее состояние при достижении им заданной температуры,, нагреватель выполнен с криволинейной контактной поверхностью и шарнирно установлен с возможностью поворота в исходное и ра .бочее положения, а механизм нагружения снабжен роликами, закрепленными на эксцентрических поворотных осях так, что прижат к криволиней (Л ной поверхности нагревателя по всей ее длине и сопряжен с нею по касательной .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А

3(я) 0 01 И 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

{21) 3590390/18-25 (22) 10.05.83 (46) 07.06. 84. Бюл. М 21 (72) М.N. Ноткин, И.Я. Нуллер, Л.Г.Плоткин, В.Н.Каримов и Э.З.Байкова (71) Научно-исследовательская лаборатория физико-химической механики материалов и технологических процессов

Ордена Ленина Главмоспромстроймате риалов (53) 539.137(088.8) (56) 1. Валиев A.Ê. и др. Установка для длительных испытаний жестких пластмасс в жидких средах.- "Заводская лаборатория", 1975, Ф 5, с.620.

2. Авторское свидетельство СССР

М 714235, кл. 0 01 )(11/00,1977.. (прототип) ° (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПОЛИМЕРНЫХ ПЛЕНОК содержа@ее корпус, нагреватель, механизм нагружения, подвижный захват, системы термостатирования, измерения деформации и сигнализации, отличающеесятем,что, с целью расширения диапазона исследуем)х материалов и повышения точности измерений путем совмещения во времени моментов приложения нагрузки и перехода полимера в вязкотекучее состояние при достижении им заданной температуры,, нагреватель BHriaTIHeH c криволинейной контактной поверхностью и шарнирно установлен с воэможностью поворота в исходное и рабочее положения, а механизм нагружения снабжен роликами, закрепленными на эксцентрических поворотных осях Pg так, что образец прижат к криволиней. ной поверхности нагревателя по всей ее длине и сопряжен с нею по касательной.

1096 >36

Изобретение относится к технической физике, н частности к устройствам для исследования термомеханических характеристик полимерных пленок на основе бумаг, пропитанных термореакТивными смолами с неполной поликонденсацией.

Известна установка для реологнческих исследонаний жестких полимерных материалов, содержащая корпус, нанну-термостат, нагрузочное устройство с силовым приводом и подвижным захватом, системы термостатнрования и сигнализации. Нагружение образцон изгибом и растяжением осуществляется грузом, подвешенным к рычажной систе-I5 ме 1:10 (1).

Установка имеет сложную конструкцию, значительные неудобства при эксплуатации.

Наиболее близким к изобретению Я является. устройство для реологических исследований жестких полимерных материалов, содержащее корпус, нагреватель, механизм нагружения, под:вижный захват, cHGTBMH термостатиро вания, измерения деформации и сигнализации. При этом механизм нагружения выполнен н виде сменных полых стоек, каждая из которых снабжена автономным силовым приводом и измерителем деформации, а система тер мостатиронания выполнена из съемных контейнерон d автономными нагревателями (2) .

В известном устройстве испытываемый образец полимерного материала з1акрепляют в полости трубы стойки, которую затем размещают в жидкой среде ванны-т ермос тата. Тепло от жидкой среды ванны-термостата передается испытываемому образцу через металл стойки и воздушную прослойку.

В результате чего для достижения заданной температуры образца необходим длительный прогрев. При этом сложно осуществлять контроль факти- 45 ческой температуры поверхности образца, для чего к нему необходимо приклеивать термопару. В процессе прогрева материала н нем до начала испытаний могут произойти структурные изме-Я) нения, которые приводят к искажению результатов. Испытание образцов пленки, содержащей смолу, с неполной поликонденсацией вообще невозможно, так как происходит переход в вязко- у текучее состояние и процесс поликонденсации осуществляется частично или полностью еще до достижения заданной температуры и соответственно приложения нагрузки. ЬО

Цель изобретения - расширение диапазона исследуемых материалов и повышение точности измерений путем создания условий, при которых полимер переходит в вяэкотекущее состояние при 65 достижении им зацанной температуры и совмещения но времени моментов приложения нагрузки и перехода полимера н вязкотекучее состояние.

Цель достигается тем, что н устройстве для реологических исследований полимерных пленок, содержащем корпус, нагреватель, механизм нагружения, подрнжный захват, системы термостатнрования, измерения деформации и сигнализации, нагреватель выполнен с криволинейной контактной поверхностью и шарнирно установлен с возможностью поворота в исходное и рабочее положения, а механизм нагружения снабжен роликами, закрепленными на эксцентрических поворотных осях так, что образец прижат к нагревателю по всей длине криволинейной контактной поверхности и сопряжен с нею по касательной.

На чертеже схематично представлено устройство, общий вид.

Устройство содержит корпус 1, в котором размещен массивный металлический нагреватель 2 контактного типа с криволинейной цилиндрической поверхностью 3. Нагреватель 2, снабженный трубчатыми электронагревателями 4, шарнирно установлен на опоре 5, зак- репленной н корпусе 1.

Заподлицо с контактной поверхностью 3 нагревателя 2 установлены термопары 6. Испытываемый образец 7, размещенный на поверхности 3 нагревателя 2, закреплен с помощью соосно расположенных регулируемого неподвижного верхнего захвата 8 и подвижного захвата 9, закрепленного на рычаге 10 с шарнирной опорой 11.

На рычаге 10 смонтирован винтовой упор 12, воэдейстнукщий на измеритель деформации 13.

Неподвижный захват 8 снабжен регулировочной гайкой 14. На рычаге 10 закреплен винтовой упор 15, нзаимо- действующий с датчиком 16 исходного положения подвижного захвата 9.

Для обеспечения требуемого положения линии натяжения пленки (образца) 7 относительно цилиндрической контактной поверхности 3 н корпусе 1 эксцентр:хчно закреплены на поворотных осях .17 ролики 18.

Эксцентричные поворотные оси 17 при установке регулируют таким обра— эом, чтобы образец 7 был прижат к нагревателю 2 по всей длине цилиндрической контактной поверхности 3 и сопрягался с нею по касательной.

Устройство работает следующим образом.

Испытываемый образец 7 пленки мерной длины закрепляют в захватах

8 H 9.

Нагренатель 2 нагревают до заданной обычно н интервале 130-200 С

1096536,Укс температуры в момент нахождения его в нерабочем исходном положении.

,Вращением регулировочной гайки 14 неподвижного захвата 8 перемещают рычаг 10 до момента срабатывания датчика 16, обеспечивая тем саьым вывод упора 12 в исходное положение. Затем поворотом нагревателя 2 до фиксированного рабочего положения (фиксатор не показан) приводят в соприкосновение контактную поверхность 3 с образцом 7 пленки.

При этом захват 8, соединенный с грузом .Р, перемещается кверху. С помощью груза Р пленка 7 натягивается между роликами 18 и контактной поверхностью 3 нагревателя 2 °

Криволинейная цилиндрическая контактная поверхность 3 обеспечивает равномерно распределенное вдоль нее усилие прижима =Р Р, где R — радиус 20 цилиндрической поверхности, пленки 7 и соответственно равномерную интен-.. сивность ее прогрева. .Непосредственный контакт пленки 7 с нагревателем обеспечивает практиче-25 ски мгновенный (менее 5 с) прогрев ее до температуры нагревателя.

В процессе прогрева полимерная пленка (образец) 7 переходит в вязкотекучее состояние и под действием растягивающего усилия Р удлиняется.

Реологические характеристики определяются регистрацией развития деформаций во времени с помощью измерителя 13.

Таким образом создаются условия, при которых нагрев пленки происхЪдит! настолько быстро, что переход полимера в вязкотекучее состояние происходит тогда, когда пленка приобретает заданную температуру. Одновременно с поворотом нагревателя в рабочее положение к образцу пленки прикладывается растягивающая нагрузка.

Использование предлагаемого устройства позволит совместить во времени момент приложения нагрузки с моментом перехода полимерной пленки в вязкотекучее состояние при достижении заданной температуры, что особенно важно при исследовании реологических характеристик пленок на основе бумаг, пропитанных термореактивными смолами с нелолной конденсацией. В этэм случае пленка нагрета до заданной температуры и нагружена растягивающим усилием до начала процесса поликонденсации.

По результатам испытаний возможна оценка степени отверждения пленки в качестве выходного контроля процесса сушки при изготовлении пленКи и оценка жизнеспособности смолы в пленке в качестве входного контроля при использовании пленки для облицовывания, например, древесных материалов.

Создаваемые таким образом условия испытания с помощью предлагаемого устройства также повышают точность исследования термопластичных пленок, например, при получении зависимьсти в координатах "температура - деформация".

ВНИИПИ Заказ 3816/31

Тираж 823 Подпи снов

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä,óë.Ïðîåêòêàà,4