Способ определения газопроницаемости полимерных материалов

(56 пол (54 ЦАЕ с Ю Ю Ж ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГАЗОПРОНИМОСТИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к способам определения газопроницаемости материалов, преимущественно полимерных и композиционных, при их получении и применении в химической, машиностроительной и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повьппение точности определения путем устранения погрешности, связанной с выделением летучих веществ и адсорбцией. Испытуемый образец герметично зажимают между рабочей и измерительной камерами. Сравнительный образец, идентичный испытуемому,зажимают между дополнительными измерительной и рабочей камерами. Все камеры соединяют с атмосферой, затем отсекают от нее измерительные камеры, подключают к дифференциальному манометру, Черезиспытуемый образец пропускают газподдерживая заданное давление Р врабочей камское испытуемого образца.Определяют изменение давления и объема газа в измерительной камере испытуемого образца за заданное время дТ и определяют газопроницаемостьК по формуле: К=)ц 1(Р,.дЧ+дР Ч+дРлЧ)//д Р РР., К Т, где и в .молекулярная масса газа, 1 - толщина образца;Р - площадь рабочей поверхности образца; Ч - объем измерительной камеры, 1 - плотность газа, Р, - атмосферное давление в момент началаопыта; Р - перепад давления на образце, дТ - продолжительность эксперимента;дР - изменения давления визмерительной камере;4 Ч - изменениеобъема измерительной камеры; В. -универсальная газовая постоянная;Т - температура, К. Использованиепредлагаемого способа отличаетсяпростотой аппаратуры и оперативностью получения информации о гаэопроницаемости, что важно при отработкетехнологического режима получениякомпозиционных материалов, 1 з,п,фалы, 1 ил.1 129185Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и можетбыть использовано для определения . газопроницаемости этих материалов при их получении и применении в химической, машиностроительной и других отраслях промыпленности,Целью изобретения является повышение точности определения путем 10устранения погрешности, связанной свыделением летучих веществ и с адсорбцией.На чертеже приведена схема установки для реализации предлагаемого 15способа,Устройство содержит рабочую камеру 1, измерительную камеру 2, дополнительную измерительную камеру 3 идополнительную рабочую камеру 4, 20Между рабочей камерой 1 и измерительной камерой 2 помещен испытуемый образец 5. Между дополнительной рабочей камерой 4 и дополнительной измерительной камерой 3 помещен сравни-тельный образец 6. Дифференциальный манометр 7 подключен через трехходовые краны 8 и 9 соответственно кизмерительной камере 2 и дополнительной измерительной камере 3. 30Рабочая камера 1 и дополнительнаярабочая камера 4 отсечены двухкодовыми кранами 1 О и 11 и соединены сатмосферой через трехходовой кран12. Для создания и поддержания нужного давления в рабочих камерах служит газовый баллон 13 и редуктор 14,Все камеры и образцы термостатируются в боксе 15. Температура в блокеконтролируется с помощью термометра 16,Последовательность определениягазопроницаемости следующая:два идентичных образца испытуемого материала помещают между рабочими (1 и 4) и измерительными (2 и 3)камерами;все камеры и образцы термостатируют, при этом краны 10 и 11 открыты,а краны 8, 9 и 12 соединяют все камеры с атмосферой;после установления постояннойтемпературы краном 12 отсекают рабочие камеры 1 и 4 от атмосферы, оставляя их соединенными между собой;создают давление в камерах 1 и 4,превьшающее атмосферное на требуемуюдля испытания величину Р, с помощьюбаллона 13 и редуктора 14;11 Р , ьЧ+ьР Ч+дР аЧ) ьТГРР, КТ молекулярная масса газа; толщина образца;площадь рабочей поверхности образца;добъем измерительной камеры;плотность газа;атмосферное давление в момент начала опыта; перепад давления на образце;продолжительность эксперимента;изменение давления в измерительной камере;изменение объема измерительной камеры;универсальная газовая постоянная;температура, К,гдеП р и м е р, Испытуемый образец стеклопластика на полиимидном связующем с помощью фланцевого соединения герметично зажимают между рабопродувают все камеры газом черезобразцы в течение 20 .мин до установления адсорбционного равновесия вних и на образцах;краном 12 соединяют рабочую камеру 4 с атмосферой, одновременно отсекая этим же краном камеру 1 от камеры 4 и, после выравнивания давления в камере 4 с атмосферным, закрывают кран 11;по образцовому ртутному манометру измеряют атмосферное давление,после чего немедленно кран 9 ставятв положение, соединяющее измерительную камеру 3 с дифференциальным манометром, одновременно отсекая ее от,атмосферы;измерение начинается, когда отмечается время (Ъ ) по секундомеру вмомент постановки крана 8 в положение, соединяющее измерительную. камеру 2 с дифференциальным манометром,одновременно отсекающее ее от атмосферы;через промежуток временификсируется изменение давления (ьР)и объема (аЧ) по дифференциальномуманометру, а камеры 2 и 3 вновь соединяют с атмосферой,Полученные таким способом данныеподставляют в расчетную формулу длягаэопроницаемости К3 12918чей 1 и измерительной 2 камерами,Сравнительный образец, идентичныйпервому, зажимают между дополнительными рабочей 4 и измерительной 3 камерами, Образцами служат диски диаметром 135 мм и толщиной 10,29 мм,изготовленные методом горячего прессования. Камеры термостатируют притемпературе 298 К, В качестве дифференциального манометра используют ЯБ-образный манометр. Испытания проводят .по описанной выше методике.Камеры продувают сжатым воздухом втечение 20 мин. Атмосферное давлениеизмеряют образцовым ртутным манометром. Опыты прекращают при одном итом же изменении давления ьР=2,02"- Ь10 МПа и объема измерительной камеры испытуемого образца (2) ьЧ==1,9 10 мэ, фиксируя время достижения этих изменений. Параметры, необходимые для расчета газопроницаемости по воздуху, следующие: молекулярная масса воздуха ц=28,98 г/моль,толщина образца 1=1,03".1 О м; рабочая площадь образца У=7,85 10 з м,объем измерительной камеры (2) Ч==0,978 10 м ;,атмосферное давление Р =9,748 10 МПа,. плотность воздуха Р=1,188 1 Ог/см ; универсальная газовая постоянная К==298 К перепад давления на образце=200,3 с,Полученные даннье подставили в 40формулу для расчета коэффициента га-б см:мзопроницаемости К=1,3991 О Р 1(Р ьЧ+ъР Ч+аР аЧ) ьТГР КТ2, Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности путем устранения погрешности, связанной с адсорбцией, перед пропусканием газа через испытуемый образец оба образца продувают газом, поддерживая в рабочих камерах давление Р и подключая измерительные камеры к атмосфере,Формула изобретения 451. Способ определения газопроницаемости полимерных материалов, заключающийся в размещении испытуемого образца между рабочей и измерительной камерами и измерении измене ния давления в измерительной камере,51 4о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения путем устранения погрешности, связанной с выделением летучих веществ, между дополнительными рабочей и измерительными камерами размещают сравнительный образец, измерительные и рабочие камеры сообщают с атмосферой, затем сообщающие с атмосферой краны перекрывают, подключая к дифференциальному манометру измерительные камеры, и пропускают гаэ через испытуемый образец, поддерживая заданное давление Р в рабочей камере испытуемого образца, определяют изменение давления и объема газа в измерительной камере испытуемого образца за промежуток времени А-, а газопроницаемость К определяют по формуле молекулярная масса газа; толщина образца;площадь рабочей поверхности образца;объем измерительной камеры; плотность газа;атмосферное давление в момент начала опыта;перепад давления на образце по отношению к атмосферному;изменение давления в измерительной камере; изменение объема измерительной камеры;универсальная газовая постоянная;температура, К,