Устройство для реологических исследований полимерных пленок

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) 01) А 3151) 0 01 Б 11/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Научно-исследовательская лаборатория физико-химической механики материалов и технологических процессовОрдена Ленина Главмоспромстройматериалов(56) 1. Валиев А.К. и др. Установкадля длительных испытаний жесткихпластмасс в жидких средах. - "Заводская лаборатория", 1975, Ф 5,с.620.2. Авторское свидетельство СССРМ 714235, кл. 0 01 Б 11/00,1977(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПОЛИМЕРНЫХ ПЛЕНОКсодержащее корпус, нагреватель,механизм нагружения, подвижный захват, системы термостатирования, из"мерения деформации и сигнализации,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью расширения диапазона исследуемых материалов и повышения точности измерений путем совмещения вовремени моментов приложения нагрузкии перехода полимера в вязкотекучеесостояние при достижении им заданнойтемпературы нагреватель выполнен скриволинейной контактной поверхностью и шарнирно установлен с воэможностью поворота в исходное и рабочее положения, а механизм нагружения снабжен роликами, закрепленнымина эксцентрических поворотных осях 9так, что образец прижат к криволинейной поверхности нагревателя по всейее длине и сопряжен с нею по касательной.Изобретение относится к технической физике, н частности к устройствам для исследования термомеханических характеристик полимерных пленок на основе бумаг, пропитанных термореакТивными смолами с неполной поли- конденсацией.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 иэгибом и растяжением осуществляется грузом, подвешенным к рычажной системе 1:10Установка 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, системы 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 д автономными нагревателями 2 .В известном устройстве испытываемый образец полимерного материала з 1 акрепляют в полости трубы стойки,. кбторую затем размещают в жидкой среде ванны-термостата. 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 ческой температуры поверхности образца, для чего к нему необходимо приклеиватьтермопару. В процессе прогрева материала н нем до начала испытаний могут произойти структурные изменения, которые приводят к искажению результатов. Испытание образцов пленки, содержащей смолу, с неполной поликонденсацией вообще невозможно, так как происходит переход в вязко" 55 текучее состояние и процесс поликон" денсации осуществляется частично или полностью еще до достижения заданной температуры и соответственно приложения нагрузки. ЬОЦель изобретения - расширениедиапазона исследуемых материалов иповышение точности измерений путемсоздания условий, при которых полимерпереходит в няэкотекущее состояние при 65 достижении им зацанной температурыи совмещения но времени моментов приложения нагрузки и перехода полимеран нязкотекучее состояние,Цель достигается тем, что н устройстве для реологических исследований полимерных пленок, содержащемкорпус, нагреватель, механизм нагружения, подрнжный захват, системы термостатнрования, измерения деформациии сигнализации, нагреватель выполненс криволинейной контактной поверхностью и шарнирно установлен с возможностью поворота н исходное и рабочее положения, а механизм нагруженияснабжен роликами, закрепленными наэксцентрических поворотных осях так,что образец прижат к нагревателю повсей длине криволинейной контактнойповерхности и сопряжен с нею по касательной.На чертеже схематично представлено устройство, общий вид.Устройство содержит корпус 1, вкотором размещен массивный металлический нагреватель 2 контактного типа скриволинейной цилиндрической поверхностью 3. Нагреватель 2, снабженныйтрубчатыми электронагревателями 4,шарнирно установлен на опоре 5, зак-репленной н корпусе 1.Заподлицо с контактной поверхностью 3 нагревателя 2 установленытермопары 6. Испытываемый образец 7,размещенный на поверхности 3 нагревателя 2, закреплен с помощью сооснорасположенных регулируемого неподвижного верхнего захвата 8 и подвижного захвата 9, закрепленного нарычаге 10 с шарнирной опорой 11.На рычаге 10 смонтирован винтовойупор 12, воэдейстнукщий на измерительдеФормации 13.Неподвижный захват 8 снабжен регулироночной гайкой 14. На рычаге 10закреплен винтовой упор 15, нзаимо-действующий с датчиком 1 б исходногоположения подвижного захвата 9.Для обеспечения требуемого положения линии натяжения пленки (образца) 7 относительно цилиндрическойконтактной поверхности 3 н корпусе 1эксцентр:хчно закреплены на поворотных осях .17 ролики 18.Эксцентричные поворотные оси 17при установке регулируют таким образом, чтобы образец 7 был прижат кнагревателю 2 по всей длине цилиндрической контактной поверхности 3 исопрягался с нею по касательной.Устройство работает следующим образом,Испытываемый образец 7 пленки мерной длины закрепляют в захватах Зи 9.Нагренатель 2 нагревают до заданной обычно н интервале 130-200 С.Проектная,4 филиал ПП г.ужгород температуры в момент нахождения его в нерабочем исходном положении. ,Вращением регулировочной гайки 14 неподвижного захвата 8 перемещают рычаг 10 до момента срабатывания дат. чика 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 2Криволинейная цилиндрическая контактная поверхность 3 обеспечивает равномерно распределенное вдоль нее усилие прижима =РР, где й - радиус 20 цилиндрической поверхности, пленки 7 и соответственно равномерную интен- сивность ее прогрева.Непосредственный контакт пленки 7 с нагревателем обеспечивает практически мгновенный менее 5 с) прогрев ее до температуры нагревателя.В процессе прогрева полимерная пленка образец) 7 переходит в вязко- текучее состояние и под действием растягивающего усилия Р удлиняется. Реологические характеристики определяются регистрацией развития деформаций во времени с помощью измерителя 13.35Таким образом создаются условия, при которых нагрев пленки происхЪдитнастолько 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 исполь" зовании пленки для облицовывания, например, древесных материалов. Создаваемяе таким образом условия испытания с помощью предлагаемого устройства также повышают точность исследования термопластичных пленок, например, при получении зависимьсти в координатах "температура - деформацияф.