Реферат: Визначення термостійкості пластичних мас
Цей метод має переваги, до яких насамперед відноситься можливість визначення температури та часу до початку руйнування полімеру в широкому інтервалі температур та за будь-якого надлишкового тиску інертних або активних газів, який не перевищує 0,1 МПа.
3. Визначення швидкості твердіння термореактивних полімерів і олігомерів
Пластмаси поділяються на два великих класи: термопластичні (лінійні) та термореактивні, які потребують стадії переходу у тримірний стан шляхом твердіння. За процесу твердіння термореактивні пластики перетворюються на зшиті просторово неплавкі міцні не розчинні в жодному розчинникові продукти. Швидкість твердіння є технологічним показником, що впливає на продуктивність устаткування та організацію процесу виготовлення пластмасових виробів. В процесі твердіння зростає в’язкість розплаву, і на кривій залежності в’язкості від тривалості твердіння спостерігається різка зміна нахилу. Цим методом можна визначити кінетику твердіння, тривалість твердіння, ефективність тих чи інших твердників.
Одним з надійних методів визначення швидкості твердіння, а також тривалості в’язкотекучого стану полімерів та коефіцієнта в’язкості за заданих напружень є метод Канавця. Випробування проводять на пластометрі Канавця (рис. 3).
Основною деталлю приладу є роз’ємна прес-форма, в якій відбувається пресування зразка в просторі між двома коаксіальними циліндрами. Внутрішній циліндр утворюється зовнішньою поверхнею штиря 1 , який входить в прес-форму, а зовнішній циліндр утворюється роз’ємною матрицею прес-форми 2 . Прес-форма впорядкована електрообігрівом та термопарою. Штир зв’язаний з силовимірювачем та механізмом обертання.
Опір зсуву, який виникає в матеріалі за обертання штиря, вимірюється силовимірювачем. Спеціальний пристрій автоматично записує криву залежності напруження зсуву в МПа від тривалості випробування.
Пуансон та штир мають рифлення глибиною до 1 мм для запобігання ковзання матеріалу по стінкам прес-форми. Деформування зразків здійснюється з градієнтом швидкості зсуву 0,013-0,015 с-1 , що відповідає одному оберту обертової частини прес-форми за 1200-1300 с.
За випробування прес-порошків висота зразка складає 52,5 мм. За випробування більш міцних та високов’язких мас висота зразка зменшується до 26 мм. Режим пресування зразка визначається технічними умовами на відповідний матеріал.
Рис. 3. Пластометр Канавця
1-штир; 2 – матриця; 3 – пуансон; 4 – полімерний прес-матеріал
Для визначення кінетики твердіння на початковій стадії, яка відповідає тривалості в’язкотекучого стану, деформування зразка в формі починається зразу ж після замикання прес-форми і здійснюється безперервно до припинення здатності матеріалу деформуватись.
Для визначення повної втрати текучості або повного твердіння зразок попередньо витримується в зімкнутій прес-формі. Таким чином доцільно випробувати матеріали, які тверднуть повільно.
Наважку матеріалу поміщають в нагріту прес-форму та запресовують її з допомогою пуансону. За замикання прес-форми, коли між пуансоном та матеріалом залишиться 1-2 мм, вмикають обертання штиря та барабана, який робить запис. Кінець випробування визначають на кривій.
Спочатку, коли матеріал знаходиться в в’язкотекучому стані, крива йде майже паралельно осі абсцис. З підвищенням в’язкості крива піднімається, і кут підйому характеризує кінетику твердіння термореактивного пластика. Наприкінці випробування обертання штиря та барабану вимикають, прес-форму розкривають та вилучають зразок.
За випробування фенолоформальдегідних матеріалів в приладі підтримують температуру 190 ºС та тиск 30 МПа. В цих умовах випробування триває до досягнення коефіцієнта в’язкості 2·109 пуаз, що відповідає напруженню зсуву 1 МПа (точка А на кривій) та характеризує силу внутрішнього тертя.
Коефіцієнт в’язкості в пуазах визначають за формулою:
.,
де К – постійна, яка залежить від відносної швидкості обертання частин прес-форми; береться з паспорта приладу;
σ - напруження зсуву у в’язкотекучому стані течії, Па.
Література
1. Басов Н.И., Любартович В.А., Любартович С.А Контроль качества полимерных материалов. – Л.: Химия, 1977. – с. 25-28
2. Григорьев А.П., Федотова О.Я. Лабораторный практикум по технологии пластических масс. – М.: Высшая школа, 1977, с. 234-238