Способ контроля технологических свойств термореактивных материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 00 ГО ЕН ТО домск РСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ И ОМУ СВИДЕТЕПЬСТ. (54) (57) СПОСОБ КОНТРОЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТЕРМОС%ТЕРИАЛСВ, включаютпнй1 под давлением в термоетанытательного устройства рота определения ОСТ 15882-70. ство СССР 1979 (прототип) ЛЯ ТЕХНОЛОГИАКТИВНЫХ МАформование образца тнруемой форме ис. пионного виско 801 54739 А эиметра, деформнрование образца термореактнвного материала со скоростью сдвига 1 - 30 с,выдержку образца в состоянии покоя с последующим определением пластичности образцадеформированкем его со скоростью сдвига0,015 с, о т л и ч а ю щ н й. с я тем, что,с целью повышения информативности способав.условиях холодноканального литья, образецвыдерживают в состоянии покоя в течение1-300 с, увеличивают дарление в 2 - 100 разпо сравнению с первоначальным, дополнительно деформируют образец со скоростью сдвига1 - 500 с 1 и вторично выдерживают в состоя.нии покоя в течение 5 - 500 с, после чего определяют пластичность образца.1054 35 Изобретение относится к испытаниям тер.мореактивных материалов и, в частности, к способам контроля технологических свойств термореактивных материалов в условиях холодноканапьного литья, Способ может быль использован для выбора термореактивного материала и дяя установления оптимальных технологических режимов переработки термореактивных материалов холодноканальным способом, 1 ОИзвестен способ определения технологических свойств термореактивных материалов, включающий формование образца под давле нием в термосгатируемой форме испытательного устройства ротационного вискозиметра, деформирование образца термореактивного материала со скоростью сдвига 1-30 сс последующим определением вязкопластичных свойств и кинетики отверждения 131.Недостатком этого способа является невозможность получения информации о технологических свойствах термореактивных материалов, перерабатываемых способом . холодноканального литья, поскольку в нем отсутствуют операции, моделирующие холодноканальное литье.Наиболее блиэкнй к предлагаемому способ контроля технологических свойств термореак тивных материалов включает формование образца под давлением в термостатируемой фор ме испытательного устройства ротационного вискозиметра, деформирование образца термо реактивного материала со скоростью сдвига 1 - 30 с , выдержку образца в состоянии по-коя в течение 1 мин и определение пластичности образца деформированием его со ско.ростью сдвига 0,015 с ф Г 23.Этим способом можно проводить контроль технологических свойств термореактивных ма. териалов, перерабатываемых в режиме шнековой пластикацни, Однако способ не позволяет получить информацию о технологических свой-. ствах термореактивных материалов, перераба.тываемых способом холодноканального литья, т. е, информацию о поведении материала нрн течении по термостатнруемым литииковым каналам формы н выдержки его в каналах пе 45 ред впрыском в оформляющие полости фор. мы, что характерно для холодноканального щьЦель изобретения - повышение информативности способа в условиях холодноканального 50 литья.Указанная цель достигается тем, что соглас. но способу контроля технологических свойств термореактивных материалов, включающему формование образца под давлением в термоста. 55 тируемой форме испытательного устройства ротационного вискозиметра, деформирование об.разца термореактивного материала со скоростью 739 2сдвига 1 - 30 сф, выдержку образца в состоянии покоя с последующим определением плас.тичности образца деформированием его со ско.ростью сдвига 0,015 с , образец выдерживают всостоянии покоя в течение 1 - 300 с, увеличивают давление в 2 - 100 раз по сравнению с перво.начальным, дополнительно Деформируют обра./,зец со скоростью сдвига 1 - 500 с и вторично вы.держивают в состоянии покоя в течение 5-500 с,после чего определяют пластичность образца,%Это позволяет за одно испытание. провестиряд операций, моделирующих способ холодноканального литья, и получить информацию отехнологических свойствах термореактивныхматериалов в условиях холодноканального ли.тья.В кольцевом зазоре термостатируемой формы, представляющей собой рифленые поверхности пуансона, ротора и матрицы испьпатель.ного устройства ротационного вискоэиметра,например пластометра "Полимер Р", устанавливают заданную температуру. При этойтемпературе формуют образец термореактивногоматериала под давлением, соответствующем режиму шнековой пластикации. Далее образец деформируют вращением ротора со скоростьюсдвига 1-30 с . Леформирование образца продолжается в тече ие времени, соответствующеговременным режимам шнековой.пластикации,т. е. времени набора дозы. Далее деформирование образца термореактивного материала прекращают, останавливая ротор, и выдерживают образец в состоянии покоя в течение времени соответствующего периоду остановки шнека до момента впрыска в литьевую форму, т. е. на 1 - 300 с. После выдержки образца термореактивного материала в состоянии покоя увеличивают дав. ление в 2-100 раз по сравнению с первоначальным и деформируют образец со скоростью сдвига 1 - 500 с , в соответствие с режимом, течения материала по термостатируемым литии. ковым каналам формы, затем вторично выдерживаютобразец в состоянии покоя.в течение времени отверждения отливок в оформ. ляющих полостях формы, т. е. в течение 5-500 с.После этого проводят деформирование образца со скоростью сдвига 0,015 си определяют пластичность его по пластограмме, иллюстрирующей технологические свойства термореактивного материала в условиях холодноканального литья.Оценку пластичности образца термореактивного материала проводят на участке пластограммы, относящемуся к деформированию образца со скоростью сдвига 0,015 с . Наличие на этом участке пластограммы горизонтального плато указывает на пластичность образца.На фиг. 1 схематически изображен ротациоиный вискозиметр для контроля техноло.гических свойств термореактивного. материала;на фиг. 2 - пластограмма, на которой показаны технологические свойства различных термореактивных материалов в условиях холодно.канального литья применительно к примерам 1(О,А,В,С 1 О,Е,) и 4 (ОАВСз 02 Е).Образец 1 формуют в термостатируемойформе испытательного устройства ротационного вискозиметра, представляющей собой риф.леные поверхности пуансона 2, матрицы 3 иротора 4. С помощью нагружающего устройст.ва 5 создают на образец необходимое давление, а с помощью термостатнруемой камеры 6 15устанавливают определенную температуру образца. Задают опведеленную скорость вращения ротора 4 с помощью механизма враще.ния 7. Информация о технологических характеристиках термореактивного материала через 20дннамометр 8 автоматически регистрируетсяустройством 9, например потенциометромКСП,На пластограмме изображены кривые, характеризующие свойства термореактивиых материалов в условиях холодноканального литья,полученные в результате последовательногопроведения вышеописанных операций в соответствии с изобретением. Участки - ОАВ соответствуют режиму шнековой пластикацииматериала, ВС - выдержке в состояниипокояперед впрыском в литьевую форму, СОрежиму течения материала по термостатируе.мым литниковым каналам формы,; ОЕ -вторичная выдержка в состоянии покоя втечение времени отверждения отливок; Б -участок горизонтального плато, указывающийна пластичность образца термореактивногоматериала,П р и м е р 1, Образец термореактявногоматериала массой 23.г, марки 020-210 в ,40представляющий собой продукт совместнойобработки фенолформальдегидной смолы. идревесной муки в соотношении 40: 60 масязагружают в рабочий зазор формы ротацион- .ного вискозиметра Полимер Р-Г, нагретойдо 100 С, формуют образец реактопласта придавлении 10 кгс)ем смыканием пуансона нматрицы, включают вращение ротора со скоростью 15 сна 60 с, За процессом испытания на всем протяжении эксперимента наблю.дают по графику, автоматически вычерчиваемому на бумажнойленте потенциометра КСП,Затем включают вращение ротора н выдерЖивают образец в состоянии покоя в течение 1 с,увеличивают давление до 20 кгс/см и пращением ротора производят деформирование образца со скоростью сдвига 1 с , выключают "вращение ротора и вторично выдерживают об. разец в состоянии покоя в течение 5 с. После этого включают вращение ротора со скоростью сдвига 0,015 с и определяют пластичность образца. При данных режимах испытания образец оказался пластичным в течение 150 с (фиг.2)- участок Е,Р,.П р н м е р 2. Образец того же материала, что и в примере 1, массой 23 г загружают в рабочий зазор формы ротационного вискозиметра "Полимер Р - 1", нагретой до 100 С, формуют образец ргактопласта при давлении 10 кгс)см смыканием пуансона и матрицы, включают вращение ротора со скоростью 15 с на 60 с, За процессом испытания на всем протяжении эксперимента наблюдают по графику,автоматически вычерчиваемому на бумажной ленте потенциометра КСП - 4, Затем включают вращение ротора и выдерживают образец в состоянии покоя в течение 150 с, увеличивают давление до 500 кгс)сми вращением ротора производят деформирование образца со скоростью сдвига 250 с , выключают вращение ротора и вторично выдерживают образец в состоянии покоя в течение 250 с. После этого включают вращение ротора со скоростью сдви. Га 0,015 си определяют пластичность образца. При данных режимах испытания образец оказался пластичным в.течение 10 с.П р и м е р 3, Образец того же материя. ла, что и в примере 1, массой 23 г загружают в рабочий зазор формы ротационного вие- кознметра "Полимер Р - 1", нагретой до 100 С, формуют образец реактопласта при давлении 10 кгс)см смыканием пуансона и матрицы, включают вращение ротора со скоростью 15 с на 60.с, За процессом испытания на: всемпротяженни эксперимента наблюдают по графику, автоматически вычерчиваемому на бумажной ленте потенциометра КСП - 4, Затем выключа-. ют вращение ротора и выдерживают образец в состоянии покоя в течение 300 с, увеличивают давление до 300 кг)см и вращением ротора производят деформирование образца со скоростью сдвига 250 с , выключают вращение ротора н вторично выдерживают образец в состоянии покоя в течение 500 с. После этого включают вращение ротора со скоростью сдви-. га 0,015 с 1 и определяют пластичность образца. При данных режимах испытания на участ- ке пластограммы, относящемуся к деформи. рованию образца, при скорости сдвига 0,015 с отсутствует горизонтальное плато, т, е, образец не обладает пластичностью и, следователь. но, пе может быль переработан холодноканаль- ным способом при таких режимах; П ри м е р 4, Образец термореактивиого материала массой 23 г.марки ГСП - 32 "О", А представляющий собой продукт прониткистеклянных нятей фенолформаньдегиднымсвязующим Рс последующей сушкой, загружают в рабочий зазор формы ротационного вискознметра "Полимер Р - 1", нагретой до100 С, формукт Мразец реактопласта нридавлении 10 кг/см смыканием пуансона иматрицы, включают вращение ротора со скоростью 15 с на 60 с. За процессом испытаниина всем протяжении эксперимента наблюдаютпо графику, автоматически вычерчиваемомуна бумажной ленте потенциометра КСП - .4.Затем выключают вращение ротора и выдерживают образец в состоянии покоя в течение1 с, увеличивают давление до 20 кг/см ивращением ротора производят деформнрова.ние образца со скоростью сдвига 1 с 1,.выключают вращение ротора и вторично выдер.жнвают образец в состоянии покоя в течение5 с. После этого включают вращение роторасо скоростью сдвига 0,015 с- и определяютпластичность образца. При данных режимахяспытания на участке пластограммы, относящемуся к деформировапню образца, при скорости сдвига 0,015 с 1 отсутствует горизонтальное плато, что указывает на непрятод ность материала ГСП - 32 "0" для холодноканального способа литья афпг. 2),10 П р и м е р 5. Образец термореактявио.го материала массой 23 г, марки 332 - 0118-02,30 представляющий собой продукт совместнойобработки змульсионной фенолформальдегидной смолы н рубленого стекловолокна в со. отношении 70: 30, загружают в рабочии за.зор формы ротационного вискозиметра "Полимер Р", нагретой до 100 С, формуют обра.зец прн давлении 4 кг/см путем смыканияпуансона и матрицы, включают вращение ротора со скоростью 1 с на. 30 с. За йроцессом испытания на всем протяжении эксперимента наблюдают по графику,.автоматически вычерчиваемому на бумажной ленте потенциометраКСП - 4. Затем выключают вращение ротора и выдерживают образец в состоянии покоя в течелне 300 с, увеличивают давление до 400 кг/см45 и вращением ротора производят деформирова. ние обраэца. со скоростью 500 с 1, выключают вращеияе ротора и вторично выдерживают образец в течение 500 с. После этого включают вращение ротора со скоростью сдвига 0,015 с"1 и определяют пластичность образца. При дан. иых режимах испытания образец оказался. . пластичным в течение 5 с. П р и м е р 6, Образец того же матерна. ла, что и в примере 5, массой 23 г загружают в рабочий зазор.формы ротационного внскози. метра "Полимер Р", нагретой до 00 С, формуют образец при давлении 4 кг/см смыканн. ем пуансона и матрицы, включают вращение ротора со скоростью 30 с 1 на 30 с. За процессом испытания на всем протяжении эксперимента наблюдают по графику, автоматически вычерчиваемому н бумажной ленте потенцио. метра КСП - 4. Затем выключают вращение ро. тора и выдерживают образец в состоянии покоя в течение 300 с, увеличивают давлениедо 400 кг/см и вращением ротора проиэво.2дят деформироваяие образца со скоростью 500 с 1, выключают вращение ротора и вто 1 лпт- но выдерживают образец в течение 500 с, Пос.ле этого включают вращение ротора со скоростью сдвига 0,015 е и определяют пластяч. ность образца, При данных режимах испытания на участке пластограммы относящемуся к де- . формированию образца со скоростью сдвига 0,015 с, отсутствует. горизонтальное плато, т. е, образец не обладает пластичностью и, следовательно, не может быть переработан холодноканальным слосрбом при таких режимах,Как видно из примеров 1 - 6, повышение информативности способа контроля технологических свойств термореактивиых материалов в условиях холоднокаиального литья достигнуто благодаря проведению дополнительных операций, а именно выдержки образца в состоянии покоя в течение 1 - 300 с, увеличения давления в 2-100 раз по сравнению с первоначальным, дополнительного деформирования образца тер,мореактивного матеряапа со скоростью сдвита 1 - 500 с 1, соответствующего режиму течения материала по термостатируемым литннковым каналам формы, вторичной выдержке образцав состоянии покоя в течение времени отверж.дення отливок в оформляющих полостях фор. мы, т, е, в течение 5-500 с, и последующего определения пластичности образца деформнро. валяем его со скоростью сдвига О,015 с .Таким образом, предлагаемый способ позволяет осуществить выбор тормореактивиого материала, пригодного для холоднокаиальноголитья, и установить. оптимальные технологические режимы переработки термореактивныхматериалов холодноканальным способом, иными словами, предложенный способ позволяет определить технологические свойства этих ма. териалов в условиях холодноканального литъя,Составитель А. РожкоТехред М Тепер овская орректор А. Яз Подписи 3 аз 9094/49 т", г, Ужгород, ул. Проектная ир ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж - 35, Раушская наб д. 4 / 5