Устройство для исследования пластичности и кинетики процесса отверждения полимерных материалов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЛАСТИЧНОСТИ И КИНЕТИКИ ПРОЦЕССА ОТВЕРЖДЕНИЯ ПОЛИМЕРНЬ Х МАТЕРИАЛОВ, содержащее пресс-форму для исследуемого материала с плунжером, ротор, погружаемый в исследуемый материал и связанный посредством прибора для измерения крутящих моментов с приводом , отличающееся тем, что, с целью повышения точности исследования и расширения функциональ|ных возможностей устройства, онц. дополнительно содержит электрод и 1виде тонкостенного цилиндрического Стакана с подвижньм в осевом направлении дном, жестко соединенным с, плунжером, и генератор высокой частоты , плунжер выполнен из диэлектрического материала, причем стенки электрода расположены коаксиально I боковой поверхности ротора и плунжера , находятся между ними и образуют I зазоры одинаковой величины, прессФор ла и ротор подключены параллельно к низкопотенциальному выводу генератора высокой частоты, а элект (Л род - к высокопотенциальному.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ос9 (и)

3(59 ei 01 И. 11 14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, H ABT0PCKOMV СавдатВЪствК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 3457224/18-25 (22) 24.06.82 (46) 07.11.83. Бюл. 9 41 (72) В.A..Горев и В.Л.Бронников (53) 532.137(088.8) (56) 1. Белкин И.М. и др. Ротационные приборы. М., "Машиностроение „

1968, с. 155.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 231883, кл. Q 01 М 11/00, 1967 (прототип)., (54)(57) УСТРОЯСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЛАСТИЧНОСТИ И КИНЕТИКИ ПРОЦЕССА

ОТВЕРЖДЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее пресс-форму для исследуемого материала с плунжером, ротор, погружаемый в исследуемый материал и связанный посредством прибора для измерения крутяших моментов с приводом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности исследования и расширения функциональ. ных воэможностей устройства, оно . дополнительно содержит электрод в виде тонкостенного цилиндрического

:стакана с подвижным в осевом направлении дном, жестко соединенным с, плунжером, и генератор высокой частоты, плунжер выполнен из диэлектрического материала, причем стенки электрода расположены коаксиально боковой поверхности ротора и плунжера, находятся между ними н образуют ! зазоры одинаковой величины, пресс.Форма и ротор подключены параллель но к ниэкопотенциальному выводу PQ генератора высокой частоты, а элект род - к высокопотенциальному.

С:

1052936

Изобретение относится к химическо. му мащиностроению, а именно к измерительным приборам для исследования пластичности и кинетики процесса отверждения полимерных термореактивных материалов, переработку которых в изделия осуществляют с применением нагрева в электрическом поле ТВЧ..

Известен прибор для исследования, .пластичности и кинетики процесса от -верждения полимерных материалов, со- держащий пресс-форму, ротор,погруженный в исследуемую среду, механизм вращения ротора и устройство для измерения крутящих моментов (1) .

Недостатком прибрра является низ- 15 кая точность получаемых результатов, так как конструкция позволяет осуществлять только конвенционный нагрев исследуемых полимерных материалов от стенок нагретой пресс-формы.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее пресс-форму для исследуемого материала с плунжером, ротор, погружаемый в исследуемый материал и связанный посредством прибора для измерения крутящих моментов с приводом (2j .

Однако прибор отличается невозможностью моделирования натурных условий переработки и отверждения полимерных материалов в процессе исследования при их нагреве, что снижает точность исследования пластичности и кинетических параметров процесса отверждения полимерных материалов, переработка которых в иэделия осуществляется в промышленных условиях с применением высокочастотного нагрева ° физическая природа конвенцион- 4() ного и высокочастотного нагрева полимерных материалов имеет принци- пиальное различие ° Это приводит к тому, что при высокочастотном (ВЧ) нагреве полимерные материалы имеют 4 лучшую пластичность и, главным образом, существенно интенсифицируется процесс химического структурирования при отверждении по сравнению с конвенционным нагревом. В результате характеристики материала, определенные на описанном приборе при конвекционном нагреве, имеют недо,пустимо большую погрешность по отношению к аналогичным характеристикам при ВЧ нагреве. Поэтому использование полученных на приборе результатов в технологической практике изготовления изделий иэ полимерных материалов с ВЧ нагревом не предоставляется возможным иэ-эа низ- 60 кой точности определения результатов, поскольку условия испытания материала в приборе не соответствуют натуральным. Это может привести к существенному изменению качест ва материала в процессе изготовления и браку изделий.

Так как описанный прибор предназначен для исследования поведения полимерных материалов в процессе переработки и отверждения и оптимизации режимов изготовления изделий из -них, то использование голученных результатов в технической практике возможно при условии комплексной оценки качества по основньж эксплуатационным характеристикам, которые необходимо определять на каждом режиме испытания материала. B процессе испытания на приборе образец материала подвергают сдви говому разрушению при вращении ротора, что не позволяет испольэовать его для других видов испытаний при определении контрольных характеристик качества материала (физико-химических, физико-механических, теплофизических, дизлектричес ких и т„п.). Это ограничивает воэможности прибора и усложняет цикл исследования материалов.

Цель изобретения — повышение точности исследования пластичности и кинетики. процесса отверждения полимерных материалов и расширение функциональных воэможностей прибора путем обеспечения возможности параллельного изготовления в идентичных условиях образца для комплекской оценки качества материала.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для исследования пластичности и кинетики процесса отверждения полимерных материалов, содержащее пресс-форму для исследуемого материала с плунжером, ротор, погружаемый в исследуемый материал и связанный посредством прибора для измерения крутящих моментов с приводом, дополнительно содержит электрод в виде тонкостенного цилиндрического стакана с подвижным в осевом направлении. дном, жестко соединенным с плунжером, и генератор высокой частоты, плунжер выполнен из диэлектрического материала, причем стенки электрода расположены коаксиально боковой поверхности ротора и плунжера, находятся между ними и образуют зазоры одинковой величины, пресс-форма и ротор подключены параллельно к ниэкопотенциальному выводу генератора высокой частоты, а электродк высокопотенциальному.

На чертеже изображен прибор, общий вид, разрез.

Прибор содержит пресс 1, шток 2 которого снабжен, например, бойонет ным затвором 3, взаимодействующим с фланцем плунжера 4 и пресс-формы 5. Плунжер выполнен иэ диэлектри1052936 ческого материала, содержит первую втулку б для повышения износостойкости по сопрягаемой с пресс-формой. поверхности и электрод 7 в виде тонкостенного цилиндрического.стакана с подвижным в осевом направлении дном 8. С противоположной плунжеру 4 стороны пресс-форму 5 .замыкает ротор 9, центрирующийся относительно нее второй втулкой 10, выполненной из .диэлектрического материала. Внутренняя поверхность электрода 7 с дном 8 и рабочая поверхность ротора 9 снабжены продольными рифами и образуют рабочую полость с зазором постоянной величины.

Наружная поверхность электрода 7 образует с пресс-формой 5 кольцевую рабочую полость с зазором, равным величине зазору внутренней рабочей полости. Ротор 8 соединен посредст- вом прибора 11 для измерения крутящих моментов с приводом 12.

Пресс-Форма 5 и ротор 9 подключены параллельно к низкопотенциальному (например, заземленному) выводу, а электрод 7 плунжера 4 - к высокопотеницальному выводу генератора 13 высокой частоты.

Устройство работает следующим образом.

Навеску исследуемого материала загружают в предварительно прогре- . тую пресс-форму 5 с установленным в ней ротором 9 и запрессовывают с помощью пресса 1 плунжером 4.

При этом избыток материала вытесняют через дренажные каналы плунжером 4, который в конечной фазе Формирования образует с помощью электрода 7 два образца 14 и 15 исследуемого материала. Не снимая давления, ( электрод 7, пресс-Форму 5 и ротор 9 подключают к генератору 13 ВЧ и включают. ВЧ нагрев. Высокопотенциальный электрод 7 образует с прессформой 5 и ротором 9 параллельно подключенные, высокочастотные конденсаторы, рабочей нагрузкой которых являются соответственно образцы 14 и 15 материала. Осуществляют

10 ВЧ нагрев исследуемого материала до заданной температуры и выдерживают его при этой температуре путем соответствуюшего изменения напряжения на электродах. После обеспечения 5 заданного режима тепловой обработки материала включают ротор 9 и по величине крутящего момента,. регистрируемого прибором 11 для измерения крутящих моментов, судят о пластичности или кинетике процесса отверждения (первый образец 14). Затем с помощью пресса 1 извлекают плунжер 4 и пресс-форму 5, имеющую, как правило, разъемный корпус, из гнезда прибора. Из пресс-формы 5 извлекают второй образец 15, по которому судят о качестве материала. Удаляют остатки материала с поверхности ротора и внутренней поверхности электрода путем осевого выталкивания дна 8, имеющего наружную поверхность, сопрягаемую с внутренней поверхностью электрода 7, пресс- форму собирают, приводят прибор в исходное состояние, и цикл исследования повторяют.

Применение предлагаемого устройства позволяет повысить точность исследования, моделировать натурные условия при испытании материалов, расширить функциональные возможности.

1052936

Составитель В,Филатов

Редактор С.Юско ТехредМ,Гергель КорректоР Г.Решетник

Заказ 8859/39 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений. н открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород; ул.Проектная, 4