Способ определения коэффициента диффузии

р 72681 Стпоа Советских Социалистических РеспубликВТОР СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Дополнительное к 22) Заявлено 02.06.75 вт. свпд-ву21) 21410(51) М. 1(л.з б 01 М 13/00 присоединением заявкиГосударственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретенийи отхрытий 3) Приоритетпубликовано 15,09,77,39.219.3088,8) 53) оллетень34 а опубликования описания 16.09.7 72) Авторы изобретени й и Л, М, Тархов(71) Заявитель ен осковский институт химического машин ЕНТА ДИфф и уме фузииДру ляетс к тем котор тельн лимер теханике и физи к области хими оторой используолимерные мате ментов конструк с жидкими сре ится к а такж ния, в йкие п ния эле контакт и и Ивобретекохимии пойеского маются коррориалы дляций, работдами. н е отно л меров, шиностро зионност изготовл ающих в расширение обовышение его 10 Цель изобретения -ластиприменения способа и п разрешающей способности.Это достигается тем, йто по предлагаемомуспособу в соприкосновение с жидкост 15 водят одну из поверхностей образцаряют зависимость высоты прогиба обр времени, по которой определяют пр тсльность полного насыщения образц тем находят искомый параметр,20 Способ иллюстрируют чертежом.На сосуд 1, в который помещают вещество2, поглощающее влагу (селикагель), устанавливают сверху образец 3, имеющий форму круглой или квадратной пластины, По всему 25 периметру образца 3 крепят бортик 4 из какого-либо вязкого герметика, например пластилина. Высота бортика 3 - 5 мм. В полученную таким образом плоскую ванну заливают исследуемую жидкость 5, В центре образца ЗО помешают конец ножки индикатора часового ью прин измеазца от одолжи- а, а заВесовой метод мерам, у которь идет процесс йас ра в жидкости, о В результате пр ния или химийе разца не только 54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИ Известен способ определения коэффициента диффузии по измерению изменений линейных размеров образца, периодически погружаемого в жидкость 11.Однако этот метод не обеспечивает высокой точности измерений и не позволяет определять другие характеристики.Наиболее близким техническим решением является способ определения коэффициента диффузии жидкости в полимерный материал путем погружения образца в жидкость, периодийеского его извлечения и взвешивания 21. По результатам взвешивания образца и времени установления равновесного состояния рассйитывают искомый коэффициент диффунеприменим к таким полих одновременно с диффузией тичного растворения полимесобенно в агрессивной среде. отекания процессов растворе- кого взаимодействия вес обможет не увслийиваться, но пытаться, в то время как процесс дпфимеет место.гим недостатком весового метода явмалая чувствительность в отношении полимерам, при погружении в жидкость ых прибыль веса оказывается незнайиой. Так происходит, если плотности по- а и жидкости близки одна к другой.3типа 6, с помощью которого производится измерение стрелки прогиба образца.По мере диффузии жидкость проникает в образец и вызывает набухание его, Так как концентрация жидкости на верхней плоскости образца наибольшая (100), а на нижней стороне образца равна нулю, набухание образца происходит неравномерно и первоначально плоская форма образца искажается, деформируется. Если в результате набухания объем материала увеличивается, пластина прогибается вверх. Через равные промежутки времени производится измерение стрелки прогиба образца. О завершении процесса диффузии можно судить по прекращению дальнейшей деформации образца.Коэффициент диффузии определяется из условий равенства диффузионного критерия Фурье единицеоРов= =1,2где 1 - время процесса полного насыщения образца, определяемое по завершению изменения стрелки прогиба образца;б - толщина образца,Отсюда искомый коэффициент диффузии равен Предлагаемый способ позволяет определить пз одного опыта и другой параметр - коэффициент набухания.Согласно решению уравнения Фика в стадсционарном состоянии ( - = О) распределед;ние концентрации жидкости по толщине пластины линейное. В таком случае первоначально плоская пластина выпучивается и превращается в часть сферической оболочки, Связь между коэффициентом набухания а и радиусом кривизны образующейся сферической оболочки Я имеет вид:1 аСЯ огде С - концентрация жидкости, 6 - толщина пластины образца,Отсюда находим искомый коэффициент на- бухания 572681 а=ЯСЭкспериментальным путем наиболее простоопределить не радиус сферы, а стрелку прогиба образца 1. Тогда, используя известные соотношения, связывающие указанные величины, получим2 Ча=а- где а - радиус образца в виде круглой пластины или половина ширины квадратного образцаа.15Возможность увеличения размеров образца позволяет значительно увеличить точностьпроизводимых измерений. С другой стороны,приложение нагрузки в центре образца позволяет производить измерения указанных характеристик в напряженном состоянии образца.Стоимость проведения испытаний предлагаемым способом существенно меньше посравнению с весовым, так как стоимость индикатора часового типа в десятки раз меньшестоимости прецизионных аналитических весов. При больших прогибах образцов более100 Х 100 мм" возможно измерение стрелкипрогиба образца обычной линейкой. Предлагаемый способ доступен для любой метролозогической лаборатории.Формула изобретенияСпособ определения коэффициента диффузии жидкости в полимерный материал путемвведения образца в контакт с жидкостью ипоследующего измерения характеристик образца, отличающийся тем, что, с цельюрасширения области применения способа иповышения его разрешающей способности, всоприкосновение с жидкостью приводят одну4 О из поверхностей образца и измеряют зависимость высоты прогиба образца от времени,по которой определяют продолжительностьполного насыщения образца, а затем находят45искомый параметр.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Тагер А, А, Физикохимия полимеров, издво Хнмня, М., 1968, с. 319 - 320,50 2. Беррер Р, Диффузия в твердых телах, М.,НИЛ, 1948, с. 502.572681 Составитель С. БеловодченкоТехред И. Михайлова Корректоры; В. Посельскийи Л, Брахнина Редактор И. Шубина Подписное Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 1984/17 Изд.760 Тираж 1109 НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5