Способ определения коэффициента диффузии жидкостей и паров через полимерные материалы

О Л И С А Н И Е 198783ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союэ Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельства МЗаявлено 04 1 Ч,1966 ( 1066975/2с присоединением заявкиПриоритет Кл, 4 М 11 и Комитет по делам иэобретений и открытипри Совете МинистровСССР УДК 678,01:532.72Опубликовано 28.Ч 1.1967. БюллетеньЛат ликования описания б,И 11,19 б д.1, щя э я и 1 П.11 П 0 П ХИ.; а ч БИБ 1 ИОТБл. Н. Манин, А, Н. Громов и М. А, Короб Военная академия химической защиты Заявитель СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ДИффУЗИИДКОСТЕЙ И ПАРОВ ЧЕРЕЗ ПОЛИМЕРНЬ 1 Е МАТЕРИАЛЫ-300 г). При этом цикл надит автоматически. Набор ров различной толщины в т измерять микротвердости и мягких пластмасс. Микктеризуется глубиной пора в материал. Изменение процессе набухания харак- тельной величиней: льви грузами (50 гр ужения происхо грузов и инденте приборе позволяе 5 как жестких, такротвердость хара гружения инденте микротвердости в теризуется относи О ср 100,Известны способы определения коэффициента диффузии жидкостей и паров через полимерные материалы измерением количества продиффундировавшего пара или парционального давления с последующим расчетом коэффициента диффузии по известным зависимостям.Предлагаемый способ позволяет повысить точность определений, Для этого полимерные материалы подвергают сжатию и измеряют величину изменения поверхностной микро- твердости в различных точках сжатого материала.Способ основан на регистрации изменения механических свойств полимера при взаимодействии его со средой. Определение скорости и глубины проникновения среды в полимер осуществляется измерением во времени поверхностной микротвердости на различном удалении от поверхности контакта среды с полимером.Измерение микротвердости осуществляют на электронном микротвердомере УМТ. Прибор работает на принципе регистрации глубины погружения индикатора в испытуемый образец под действием постоянного груза. Особенностью прибора является возможность регистрации очень малых (0,5-200 люк) перемещений индикатора в материале при постоянном временном цикле нагружения масргде Ь", - среднее значение глубины погру жения индентера в материал до воздействия среды на образец, люк;Ь; - среднее значение глубины погружения индентера в материал после набухания образца в течение времени т, мк.Способ определения коэффициентов диффузии по микротвердости заключается в следующем.Испытуемый образец пслимера зажимают в специальном приспособлении - струбцине. Относительная деформация образца при его сжатии ограничена, Сжимают образец с помощью лабораторного масляного пресса, который дает возможность также регистрировать усилие сжатия. В процессе испытания возможно зпачительное послойное насыщение полимера средой, в результате чего среда будет улетучиваться через отверстия пндентера. В этом случае отверстие заполняют фтори стой смазкой, индифферентной к среде.Испытуемый полимерный образец помещают в струбцину. Внутрь ее заливают среду, струбцину герметизируют и оставляют на длительное время гри определенных темпера турах ( - 20 = + 80 С) испытания в снаряженном состоянии. Периодически через равные интервалы времени измеряют микротвердость в различных местах полимерного образца. 15По результатам изменения микротьердости в определенных точках образца во времени рассчитывают коэффициенты диффузии. Для каждого температурного режима испытания определенного полимера спаряхкают одну 20 контрольную струбципу без среды.Типовой график изменения микротвердости образца во времени при действии среды на полимер приведен на фиг, 1.кривая 1 характеризует изменение микро твердости полимерного образца в сжатом состоянии во времепи без воздействия среды (контрольная струбцина), кривая 2 характеризует те же изменения па расстоянии 1. от поверхности контакта со средой, а кривая 3 в 30 на расстояшцс 11(/ т и т. - время, за которое среда проникает соответственно на расстояния 1, и 1., и микротвердость в этих точках сжатого полимерного образца начинает изменяться, 35Таким ооразом, данпал зависимость имеет характерные точки, по которым можно опре. делить время проникновения среды в полимер на различную глубину. Зная расстояние 1 от края образца до измеряемой точки и время 40 т до установления равновесного процесса (прекращение изменения поверхностной микротвердости), можно с достаточной точностьювычислить коэффициент диффузии 0 по формуле:й =- 6 Д, см/сек саэ О- а Матеметод микротвер- дости Среда весовой метод риал По - 100То же Керосин 98% -наяазотная кислота 50 4,48 10 3,1 10 4,2 10 3,2 10 3,18 10 5,1 10 о"ксилол Предмет изобретения Способ определения коэффициента диффузии жидкостей и паров через полимерные материалы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определений, полимерные материалы подвергают сжатию и измеряют величину изменения поверхностной микро- твердости в различных точках сжатого материалаа. Способ был проверен на ряде полимерных материалов (полиэтилен, фторпласты 4 и 3 и др.) при различных степенях сжатия и равных температурах в условиях воздействия разнообразных сред (ортоксилол, керосин, 98%-пая азотная кислота и др.).На фиг, 2 показана кинетика набухания (изменение микротвердости) полиэтилена ПОв ксилоле при различных (а, б, в) относительных деформациях.В таблице приведены значения коэффициентов диффузии, определенные предлагаемым методом и хорошо согласуемые со значениями, определенными обычным весовым методом.198783 321Ярос фиг 7 ВЬД 2;яж Измеееноя на рассаояноо 1=2 тизпиюноя на рассваяноо= Фм зтниное мокпп 4 ердосщи 5 вз щедь Составитель Е, В, Розанцева Текред Л, Я, Бриккер Корректоры: А. П, Татаринцева и Г. И. Плешаковаактов Г. П. Ларина Заказ 2798/12 Тираж 535 ПодписиЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открь 1 тпй при Совете Министров ССС Москва, Центр, пр. Ссрова, д. 4 Типография Сапунова, д