Прибор для определения пластичности и скорости отверждения пластических масс

Прибор для определения пластичности и скорости отверждения пластических масс

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 42k, 23, М 61999

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

„Ч Ч

=:. 1

7,-, „.; 1 Г:, ч

И. Ф. Канавец БгЪЛ.„. i =,„., ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛАСТИЧНОСТИ И СКОРОСТИ

ОТВЕРЖДЕНИЯ ПЛАСТИЧЕСКИХ МАСС

Заявлено 31 мая 1940 г. за № 32905 в Народный комиссариат химической промышленности СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» № 11 — 12 за 1942 г.

Показатель пластичности и скорости отверждения пластических масс является одной из основных характеристик, определяющих прессовочные свойства и качество продукции пресс-материалов.

Существующие методы контроля скорости отверждения основаны на замерах величины временного сопротивления статистическому изгибу образцов, отпрессованных с различным временем выдержки, или по наблюдению за состоянием поверхности дисков (отпрессованных тоже с разным временем выдержки), которые потом помещаются в термошкаф при температуре 130 С. Применяют и другие способы, в том числе химические, по бромным числам и количеству смолы, экстрагируемой в спирте.

Предлагаемый прибор предназначается для определения пластичности и скорости отверждения пластических масс по величине их вязкости. Вязкость испытываемой массы определяется прибором путем измерения усилия, необходимого для преодоления сопротивления внутреннему трению массы, находящейся под гидростатическим давлением, при перемещении последней относительно погруженного в массу эталона (штыря). Для этого в приборе применена вращаемая с помощью электродвигателя прессформа с испытуемой массой, находящейся под гидростатическим давлением и во время опыта, в толще которой помещается штырь, связанный с маятниковым динамометром.

Скольжение материала пс стенкам устраняется благодаря рифам, нанесенным на оформляющих поверхностях формы и штыря.

На фиг. 1 изображен предложенный прибор в вертикальном разрезе; на фиг. 2 — пресс-форма для испытания термопластов под давлением; на фиг. 3 — пресс-форма для испытания реактопластов при формовании испытуемого образца через литники; на фиг. 4 — кинетика процесса отверждения при температуре 170 С пресс-материала К-18-2 № 61999 на разных стадиях вальцевания; на фиг. 5 — структурно-механические свойства отвержденного материала при 170 С (на разных стадиях вальцевания); на фиг. 6 — кинетика процесса вулканизации при 120 С трехкомпонентных смесей на основе натрийбутадиенов (СКБ) и бутадиенстирольного (СКБ) каучуков с разным содержанием канальной и ламповой сажи.

Прибор имеет разъемную пресс-форму 1 для загрузки в нее материала и пуансон 2 для прессования в пресс-форме образца 8. Две другие сменные формы показаны на фиг. 2 и 3 и предназначены для испытания термопластов и реактопластов в случае формования их литьем под давлением через сменные литники разных размеров. Захват

4 служит для подъема пуансона 2 и для распрессовки формы. Формование образца производится гидравлическим давлением от гидроцилиндра, расположенного выше захвата. Форма заключена в коническую обойму 5 с электрическим обогревом. Подводка тока на обогрев осуществляется скользящими контактами б. Вращение формы производится электродвигателем через редуктор, позволяющий изменять число оборотов формы и градиент скорости сдвига в широиих пределах. Через эту передачу осуществляется непрерывное вращение пресс-формы.

В толщу испытуемой массы, заполняющей пресс-форму под давлением, входит штырь 7, покоящийся на бестрениевой опоре 8. Бестрениевая опора состоит из четырех упорных подшипников. Верхняя пара подшипников опирается на одну сторону, а нижняя — на другую сторону трех полуцилиндров, вращение которых обеспечивает равномерное распределение давления на штырь и на обе пары подшипников.

Средние части подшипников этой опоры медленно вращаются передачей от того же редуктора в противоположных направлениях, тем самым сводится к минимуму влияние трения покоя и трения в подшипниках на точность измерения. Равномерное температурное поле в испытуемом образце достигается обогревом формы и обогревом штыря 10.

В штыре и форме предусмотрены отверстия для измерения температуры испытуемого материала термопарами. Посредством рычага штырь связан с маятниковым динамометром 11 со сменными грузами 12. Масса, заполняющая форму, увлекает за собой при вращении штырь.

Пластичность массы замеряется по сопротивлению внутреннего трения при сдвиге в слоях материала по отклонению маятника в абсолютных единицах напряжения сдвига или вязкости и текучести. Вращение барабана 18 производится моторчиком 14 Уорена так, что перо по оси графика проходит 1 см или 6 см в минуту. Регистрирующее приспособление вычерчивает на барабане прибора график изменения напряжения сдвига во времени в связи с отверждением реактопластов (фиг. 4 и 6).

Испытания производятся при постоянных заданных температуре, давлении и градиенте скорости сдвига, которые могут быть изменены в широких пределах, чтобы отразить режимы переработки. Результаты опыта автоматически записываются на графике в координатах напряжение — время или напряжение — относительная деформация изделия (фиг. 4 и 5).

Шкала прибора проградуирована в единицах сдвига по формуле;

G=c m и где и — количество делений на шкале прибора или миллиметров, отсчитываемых по оси ординат графика; т — вес груза на маятнике; килограммы; с — постоянная прибора, которая может быть получена № 61999 расчетным путем или установлена при тарировке прибора.

Коэффициент вязкости ч рассчитывается по формуле: = А . 0 (пуазы1 (2), Г загс Ч где G — напряжение сдвига, А — постоянная прибора, зави см"- ) сящая от размеров измерительных частей прибора, веса груза на маятнике и скорости вращения пресс-формы. Постоянная А может быть проверена при тарировке прибора известными методами.

Текучесть материала ср, как величина, обратная вязкости, рассчитывается по формуле:

1 см. сск

Когда вязкость материала изменяется в связи с отверждением или вулканизацией, то на приборе автоматически вычерчивается график, характеризующий кинетику процесса отверждения и вулканизации. Оценку структурно-механических свойств отвержденного материала получают по величине напряжения сдвига и относительной деформации (фиг. 5).

Практически важные показатели для оценки технических свойств реактопластов можно получить по времени от начала опыта до момента резкого подъема кривых и времени, необходимом для достижения определенной промежуточной и конечной стадий отверждения (фиг. 4 и 6). Первый показатель (продолжительность вязкотекучего состояния) используется в переработке для установления минимального времени фсрмования. Замыкание пресс-формы должно быть проведено за время, меньшее продолжительности вязко-текучего состояния пресс-материала, иначе изделие будет забраковано по серости или недопрессовке. Время отверждения используется для расчета минимальной выдержки, при которой достигают стадии отверждения, обеспечивающей оптимальные физико-химические свойства изделий. Перечисленные показатели используются также для установления оптимального режима вальцевания при изготовлении пресс-порошков (фиг. 4 и 5).

Предмет изобретения

Прибор для определения пластичности и скорости отверждения пластических масс по величине их вязкости, отличающийся тем, что, с целью определения вязкости испытуемой массы путем измерения у.силия, необходимого для преодоления сопротивления внутреннему трению массы при перемещении относительно погруженного в массу эталона, в нем применена вращаемая с помощью электродвигателя пресс-форма с испытуемой массой и помещаемый в толще этой массы штырь, связанный с маятниковым динамометром. № 61999

/00

ОА

0 10Л З04050б070ат 10

Фиг б

Редактор Н. С. Кутафина Техред Т. П. Курилко Корректор Г. И. Чугунова

Подп, к печ. 19/III — 64 r. Формат бум. 70Х108 /ы Объем 0,52 изд. л.

Заказ 571/3 Тираж 200 Цена 5 коп.

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4.

Типография, пр. Сапунова, 2.

Фиг Ф,Я 001 07 Об 07 0Я 1.1 13 1б /7

Ориг .7