Способ оценки текучести полимерного материала

Союз СоветскмхСоцмалисткческмтРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о,775665 61) Дополнительное к авт. свил-ву 2)Зичнлеио 16,1080. Бюоллетень4 иубликовано Дата опубликования описали. С. Конгаров и Ф, Б. Губер Заявите ОСОБ ОЦЕНКИ ТЕКУЧЕСТИЛИМЕРНОГО МАТЕРИАЛА(54 бретение относится ласти испытания енив рассчитывается е пения враш сдвига, По различных апряже испыта я р тора и из тивления ты сопрзависиростью мость меж деформа ци имость в ния" 11. В качеоб оценк тве прототипаполимерного мвискозиметрии ыбран текучести пиллярной иала методом и котором по материалов путем определения их текучести,а именно, к способам оценки поведения полимерных материалов при их деформировании ввязко-текучем состоянии,Известен способ оценки текучести полимерныхматериалов путем деформирования их в зазоремежду врашаюшимся ротором и камерой. Скорость деформации сдвига определяется скоро.стью вращения ротора и величиной зазора между ротором и камерой. При испытании полимерного материала иэ величины момента сопротивледовательно проводя задаваемых скоростях враш еряя соответствуюшие мояе рашеиив, можно определить пу напряжением сдвига и ск и и построить их графическую эавивиде так называемой "кривой тече. мернын материал продавливается через каналкрутлого сечения 2. Последовательно проводяиспытания при различных скоростях теченияполимерного материала и измеряя соответствувшие усилия продавливания, получают наборэкспериментальных данных, по которым рассчитываются значения напряжения сдвига и ско.рости деформации и производится построениекривой течения".Основным недостатком известных способовявляется необходимость проведения нескольких(не менее пяти) последовательньх испытанийполимерного материала для получения набораэкспериментальных данных, достаточных дляпостроения графической зависимости. напряжение сдвига - скорость деформации, учитываянеобходимость прогрева каждой дозы материала до температуры йспытания; известные способы длительны и трудоемки. Кроме того, применение набора проб материала при испытаниипри большой неоднородности таких многоком.понентных полимерных материалов, как например резиновые смеси, приводят к раэбросуэкспериментальных данных, усу ублянпиемуся3 77 возможными колебаниями температурноГо режима при последовательных испытаниях. В итоге графическая зависимость: напряжение сдвига - скорость деформации представляет собой некоторую усредненную кривую. При необходимости увеличения числа экспериментальных данных время испытания пропорционально уве. дичивается. Целью изобретения является сокращецие времени испытания при получении зависимости: напряжение сдвига - скорость деформации.Поставленная цель достигается тем, что в известном способе оценки текучести полимерного материала путем продавливания его через канал, одновременно с продавливанием полимерного материала по каналу прикладывают дополнительную силу, перпендикулярную цаправлецию течения полимера.На фиг. 1 - 3 приведены принципиальные схемы устройств для реализации предлагаемого способа оценки текучести полимерного материала; на фиг. 4 - кривая зависимости: напряжение сдвига - скорость деформации, получа емая по предлагаемому способу.При экспериментальном сравнении существующего и предлагаемого способов оценки теку. чести полимерного материала использовалась в качестве объекта испытания резиновая смесь на основе каучука СКЛС - ЗОЛРМ 15.Определения текучести полимерного матери. ала по предлагаемому способу осуществляются следуюшим образом.Заготовку полимерного материала помегцают в цилиндр 1, где она нагревается до темпера. туры испытания. Затем плункером 2 продавли. вают полимерный материал через канал 3 с помощью усилия Р,. После достижения стационарного режима течения, через подвикную сторону 4 канала прикладывают лополнительнуо силу Р. Под действием силы Р, происходит уменьшение площади поперечного сечения потока полимерного материала, При этом увеличивается скорость течения полимерного материала по каналу, увеличивается усилие продавливания Р что фиксируется каким-либо известным силоизмерительным устройством и записывается на вторичном приборе-самописце, Так как ско 1рость движения диаграммной ленты увеличивается пропорционально изменению скорости те. чения полимерного материала по каналу, а уси.лие Р, - пропорционально напряжению сдвига, то прибор вычерчивает сразу кривую течения.П р и м е р. По предлагаемому способу оценивалась текучесть резиновой смеси на осно. ве каучука СКМС - ЗОЛРКМ - 15 путем помещения ее в цилиндр и продавлйвация через фильеру. Время прогрева резиновой смеси весом 80 г до рабочей температуры испытания 115 С составляло 10 миц, а время продавливанин со 5665ставляло 2 мин, (уммарцос время испытаниясоставило 12 мин. Зазор в рабочем канале первоначально составлял 2,8 мм (фиг, 1), Прикла.дывалась дополнительная сила Р изменяющаярабочий зазор и равная 250 кгс. Под действием силы Р рабочий зазор, расположенный перпендикулярно оси цилиндра, уменьшался от высоты 2,8 мм в начале испытания до О,б мм вконце испытания. Это соответствовало изменению средней скорости деформации течения)смеси при продавливании от 1,5 св началеиспытания ло 30 св конце испытания. С изменением рабочего зазора увеличивалась силаР и ее изменение в процессе испытания оценивалось электрическим дистанционным манометром и вторичным прибором-самописцем.Указанный полимергплй материал (резиноваясмесь) испытывался известным способом накапиллярцом вискозиметре Р - 33 фирмы "МакклоуСмит (Англия). Лля охвата диапазонаскоростей течения задавались четыре скоростипродав;швация материала и использовались капилляры двух диаметров (2 и 3 мм), При постоянной скорости течения измерялось усилиепродавливания и пересчитывались данные насоответствующие скорости и напряжения сдвига.Последовательно проведя семь измерений, получили семь точек "кривой течения". Температура испытания была 115 С, время прогрева одного образца - 10 миц. Время продавливания -1 миц. Всего было затрачено: на измерения -77 мин, ца обработку данных и построениекривоц течения - ЗО мин. Итого весь процессиспытания потребовал 107 мин.Таким образом, предлагаемый способ испы.тания текучести полимерного материала сократил время испытания в 9 раз.Формула изобретенияСпособ опенки текучести полимерного материала путем продавливация его через канал иполучения зависимости: усилие продавливания -скорость течения в исследуемом диапазоне скоростей течения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью экспрессцости способа, к материалу одновременно прикладывают силу, перпендикулярную цаправлецшо потока,50 Источники информации, принятые во внимание цри экспертизе1. Белкин И, М., Виноградов Г. В., Леонов Л, И, "Ротациоцные приборы, М., "Машин настроение", 1968, с,117-120,а2, Энциклопедия полимеров, М(оветскаяэнциклопедия", 1972, т. 1, с. 471 .478 1 прототип), 775665Редактор Н. Коляд ректор М. Коста. Тираж 1019 ПИ Государственного комитета СССР уделам изобретений и открытий 5, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4