Устройство для измерения усадки полимерных материалов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1% (11) ОПИСА К АВТОРСК БРЕТ СВИДЕТЕЛЬСТВ атиэиро-.радиоГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧМРЬ(71) Томский институт автом ванных систем управления и электроники(56) 1. Творогов Н,Н. Дилатометричес кий метод исследования трехмерной полимеризации. - "Пластические массы", 1968, В 7, с. 64-66.2. Акутин М.С., Мирошин Н.Д., Кербер М.Л. Рычажно-дилатометрический метод исследования процесса отвержения олигомерных соединений. - "Пластические массы", 1974, В 12, с. 43-45 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСАДКИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее термокамеру, датчик линейных перемещений и образец, соединенный с регистратором линейных перемещений, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерений усадки, в него дополнительно введена неподвижная втулка, помещенная в термокамеру и расположенная коаксиально с датчиком линейных перемещений, имеющим возможность перемещения относительно нее и выполненным в виде цилиндра с полостью, формирующей образец, причем датчик линейных перемещений связан соосно с регистратором линейных перемещений посредством проме. жуточного звена, выполненного иэ ма-териала с низким коэффициентом линейного теплового расширения, преимущественно трубки из кварцевого стекла, а датчик линейных перемещений и неподвижная втулка выполнены из материала с низким коэффициентом трения, преимущественно фторопласта.1105Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерению физико-механических характеристик полимерных материалов и может быть использовано в радиоэлектронной и электротехнической промышленностях.Известно устройство для измерения изменения объема полимерного материала при помощи дилатометрического метода 1 ОНедостатком данного устройства является низкая точность измерений из-эа влияния на показания прибора нагрузки на образец.Наиболее близким к изобретению 15 является устройство для измерения усадки полимерных материалов, содержащее термокамеру, датчик линейных перемещений, образец, соединенный с регистратором линейных перемещений. 2 О Нижняя часть датчика линейных перемещений погружается в исследуемую композицию полимерного материала, которая залита в реакционную емкость, помещенную в термокамеру. При отвержде нии происходит захват датчика линейных перемещений композицией полимерного материала за счет ее усадкн, при этом датчик перемещается вниз по направлению усадки. Смещение дат- ЗО чика с помощью подвижного коромысла передается на регистратор линейных перемещений 21.Недостатком известного устройства является то, что высота образца определяется с недостаточной точностью вследствие неопределенности положения датчика, что обусловлено конструкцией устройства. Кроме того, при усадке композиции полимерного ма 4 О териала более двух процентов датчик линейных перемещений и регистратор линейных перемещений получают не только вертикальные перемещения, но и значительные горизонтальные переме 445 щения, что приводит к снижению точности определения усадки исследуемой композиции полимерного материала в укаэанном диапазоне.Цель изобретения - повышение точ О ности и расширения диапазона измерения усадки композиции полимерного материала в.гелсобразном и твердом состояниях.Поставленная цель достигается 55 тем, что в устройство для измерения усадки полимерного материала, содержащее термокамеру, датчик линейных 795 3перемещений и образец, соединенный с регистратором линейных перемещений, дополнительно введена неподвижная втулка, помещенная в термокамеру, расположенная коаксиально с датчиком линейных перемещений, имеющим возможность перемещения относительно нее, и выполненном в виде цилиндра с полостью, формирующей образец, причем датчик линейных перемещений связан соосно с регистратором линейных перемещений посредством промежуточного звена, выполненного иэ материала с низким коэффициентом линейного теплового расширения, например, трубки из кварцевого стекла, а датчик линейных перемещений и неподвижная втулка выполнены из материала с низким коэффициентом трения, например, фторопласта.На фиг,1 изображено устройство для измерения усадки полимерных материалов; на фиг,2 - образец отвержденного материала; на фиг. 3 - схема уравновешивания.Устройство для измерения усадки полимерных материалов состоит из неподвижной втулки 1, датчика 2 линейных перемещений, исследуемого образца 3 композиции полимерного материала, термокамеры 4, регистратора 5 линейных перемещений, промежуточного звена 6 и уравновешивающей пружины 7.На фиг.3 представлена схема уравновешивания, где изображены неподвижная втулка 8, датчик 9 линейных перемещений, пластина 10, гайка 11, винт 12, пластина 13, уравновешивающая пружина 14.Устройство работает следующимобразом. Приготовленную композицию полимерного материала заливают в полость, образованную датчиком 2 линейных перемещений и неподвижной втулкой 1. При этом формируется образец, из которого расположен в нижней части полости датчика линейных перемещений (подвижный захват), а верх - в верхней части полости неподвижной втулки (неподвижный захват). В начальный момент вес датчика линейных перемещений уравновешивается с образцом 3, вес промежуточного звена 6 и усилие измерительного наконечника регистратора 5 линейных перемещений уравновешиваются с помощью уравновешивающей пружины 7 за счет ее сжатия междудатчиком линейных перемещений и пластиной 13 (фиг.З) при помощи винтовых соединений. Измерение производится при постоянной температуре, создаваемой термокамерой 4. По мере от верждения композиции полимерного материала, после перехода в гелеобразное состояние (состояние полной потери текучести), вследствие усадки происходит уменьшение длины образца, что вызывает перемещение подвижного захвата, а значит и датчика линейьных перемещений, вверх. Смещение датчика линейных перемещений, происходящее только в вертикальной плоскости, передается посредством промежуточного звена 6 регистратору линейных перемещений, расположенному вне термокамеры. Чтобы влияние сил трения в кинематической паре подвижная втулка -2 О датчик линейных перемещений на результат измерения усадки было несущественно, они выполнены иэ материала с низким коэффициентом трения, например фторопласта. Кроме того, так как промежуточное звено находится в разных температурных зонах (нижняя часть находится в термокамере, а верхняя часть - вне термокамеры), чтобы влияние изменения линейных размеров его на результат измерения усадки было несущественным, оно выполнено из материала с низким коэффициентом ,линейного теплового расширения, например трубки из кварцевого стекла. 35По результатам измерений строится график изменения положения датчика линейных перемещений. Для предлагаемого устройства результаты измерения линейных перемещений датчика линей О ных перемещений получаются точнее (кривая, выполненная сплошной линией), чем у устройства прототипа, так как указанные перемещения происходят у предлагаемого устройства только в вертикальной плоскости. ьЙЗная, что усадка 5 =100 Е,где ь 1 - текущее перемещение датчикалинейных леремещений;- длина отвержденного образцамежду головками,определяется текущая линейная усадка исследуемой композиции полимерного материала,Предлагаемое устройство позволяетрасширить диапазон измерения усадкикомпозиции полимерного материала,а также повысить точность определения усадки по сравнению с известнымустройством.Преимущества достигаются тем,что у предлагаемого устройства базовая длина образца определяется с точностью + 0,01 мм, так как ее замерыможно производить микрометрическимиизмерительными инструментами на отвержденном образце, который легко извлекается из датчика линейных перемещений в то время как у базового объекта базовая длина образца определяется с недостаточной точностьювследствие неопределенности положения датчика линейных перемещений приего погружении в исследуемую композицию полимерного материала, залитуюв реакционную емкость, что обусловлено конструкцией устройства базовогообъекта, при этом извлечение отвержденного образца иэ реакционной емкости беэ его разрушения йевозможно,Кроме того, расширение диапазона измерения усадки от 0 до 203 у предлагаемого устройства вызвано тем, чтодатчик линейных перемещений имееттолько вертикальные перемещенияусадки. Определение усадок композиций полимерных материалов играет важную роль при выборе рецептуры, режимов отвержения, композиций полимерных материалов, в повышении качества изделий герметиэируемых полимерными материалами.1105795 Составитель В. ЗайченкоТехред А.Бабинец Корректор О. Луговая Редактор Ю. Ков каэ 5593/3 к и к филиал ППП "Патент Уагород, ул. Проектн 4 Тирах 823ВНИИПИ Государственногпо делам изобретени 113035,Москва, %-35, Рауш Подписитета СССРкрытийаб., д. 4