Устройство для измерения усадки полимерных материалов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСАДКИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее термокамеру, датчик линейных перемещений и образец, соединенный с регистратором линейных перемещений , отличающееся тем, что, с целью повьщ1ения 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 вьшолненным в виде цилиндра с полостью, формирующей образец , причем датчик линейных йеремещений связан соосяо с регистратором линейных перемещений посредством промежуточного звена, вьтолненного из материала с низким коэффициентом линей (Л ного теплового расширения, преимущественно трубки из кварцевого стекс ла, а датчик линейных перемещений и неподвижная втулка выполнены из материала с низким коэффициентомтрения, преимущественно фторопласта-4.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

COLIHAËÈÑÒÈ×ÅÑÊÈХ

РЕСПУБЛИК (1gl (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3509809/18-25 (22) 01. 11. 82 (46) 30.07.84. Бюл. Ф 28 (72) P.Ñ. Бикбаев, А.И. Реутов, Ю.И. Реутов и В..Н. Фишко (71) Томский институт автоматизиро-. ванных систем управления и радиоэлектроники (53) 536.41(088.8) (56) 1. Творогов Н.Н. Дилатометрический 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, Ф 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 повьппения 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 материала 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-4.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерению физико-механических характеристик полимерных материалов и может быть использовано в радиоэлектронной и электротехнической промьппленностях.

Известно устройство для измерения изменения объема полимерного материала при помощи дилатометрического метода (1), 1О

Недостатком данного устройства является низкая точность измерений из-эа влияния на показания прибора нагрузки на образец.

Наиболее близким к изобретению 1 является устройство для измерения усадки полимерных материалов, содержащее термокамеру, датчик линейных перемещений, образец, соединенный с регистратором линейных перемещений. 2О

Нижняя часть датчика линейных перемещений погружается в исследуемую композицию полимерного материала, которая залита в реакционную емкость, помещенную в термокамеру. При отвержде- 25 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 (2) .

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-„ териала более двух процентов датчик линейных перемещений и регистратор линейных перемещений получают не только вертикальные перемещения, но и значительные горизонтальные переме«4

45 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 тем, что в устройство для измерения усадки полимерного материала, содержащее термокамеру, датчик линейных

795 2 перемещений 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-4. °

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 следующим образом.

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 между

1105795 датчиком линейных перемещений и пластиной 13 (фиг.3) при помощи винтовых соединений. Измерение производится при постоянной температуре, создаваемой термокамерой 4. По мере отверждения 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 линейь ных 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 -2О датчик линейных перемещений на результат измерения усадки было несущественно, они выполнены иэ материала с низким коэффициентом трения, например фторопласта-4. 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. 35

По результатам измерений строится график изменения положения датчика линейных перемещений. Для предлагаемого устройства результаты измерения линейных перемещений датчика линей- 4б ных перемещений получаются точнее (кривая, выполненная сплошной линией), чем у устройства прототипа, так как указанные перемещения происходят у предлагаемого устройства только в вертикальной плоскости. ь

Зная, что усадка 5 = 100X, где rC — текущее перемещение датчика линейных леремещений; — длина отвержденного образца между головками, определяется текущая линейная усадка исследуемой композиции полимерного материала.

Предлагаемое устройство позволяет расширить диапазон измерения усадки композиции полимерного материала, а также повысить точность определения усадки по сравнению с известным устройством.

Преимущества достигаются тем, что у предлагаемого устройства базовая длина .образца определяется с точностью «+ 0,01 мм, так как ее замеры можно производить микрометрическими измерительными инструментами на отвержденном образце, который легко извлекается из датчика линейных перемещений в то время как у базового объекта базовая длина образца определяется с недостаточной точностью вследствие неопределенности положения датчика линейных перемещений при его погружении в исследуемую композицию полимерного материала, залитую в реакционную емкость, что обусловлено конструкцией устройства базового объекта, при этом извлечение отвержденного образца иэ реакционной емкости беэ его разрушения йевозможно.

Кроме того, расширение диапазона измерения усадки от 0 до 20Х у предлагаемого устройства вызвано тем, что датчик линейных перемещений имеет только вертикальные перемещения усадки.

Определение усадок композиций полимерных материалов играет важную роль при выборе рецептуры, режимов отвержения композиций полимерных материалов, в повышении качества изделий герметиэируемых полимерными материалами.

1105795

1105795 фиг. 2

12

Составитель В. Зайченко

Редактор Ю. Ковач Техред А.Бабинец Корректор О, Луговая

Заказ 5593/34 Тирах 823 Подписное

BHHHIlH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ухгород, ул. Проектная, 4