Способ определения морозостойкости гидрофильных материалов

 

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам определения морозостойкости гидрофильных материалов. Целью изобретения является повышение достоверности определения морозостойкости за счет учета изменения гидрофильности образца при увлажнении. Способ заключается в том, что дополнительно к способу определения морозостойкости гидрофильных материалов по а.с. СССР N 1190246, путем сравнения водопоглощения исходного образца до и после промораживания в водонасыщенном состоянии, другой аналогичный образец увлажняют, определяют его водопоглощение, высушивают, повторно увлажняют и определяют водопоглощение. О морозостойкости при этом судят, сравнивая отношение водопоглощений образцов, подвергавшихся промораживанию в водонасыщенном состоянии и циклическому воздействию воды.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А2(19) (111 (51) 4 G 01 N 25/56

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

С2

<0 где W

b,Ð, P

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕВЬСТВУ (61) !190246 (21) 4192652/31-25 (22) 05.02.87 (46) 23.05.89. Бюл. 11 19 (71) Институт физико-технических проблем Севера Якутского филиала

СО АН СССР (72) Т.А. Старженецкая, В.Н. Булманис и Н.С. Попов (53) 531.7.08:530.217.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - !190246, кл. G Ol N 25/56, 1984. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОРОЗОСТОЙКОСТИ ГИДРОФИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к анали тической химии, а именно к способам определения морозостойкости гидрофильных материалов. Целью иэобретеИзобретение относится к аналитической химии, а именно к способам определения мороз остойкости материалов и является усовершенствованием изобретения по авт. св. Ф 1190246.

Цель изобретения — повышение достоверности определения мороэостойкости образца при увлажнении.

Поставленная цель достигается ди . ференцированным определением устойчивости материала к циклическому воздействию воды и промораживанию образ" цов в водонасыщенном состоянии. Устойчивость материала определяется соотношением величин водопоглощения образцов после внешнего воздействия к водопоглощению образцов в исходном состоянии, т.е. ния является повышение достоверности определения морозостойкости эа счет учета изменения гидрофильности образца при увлажнении. Способ заключается в том, что дополнительно к способу определения морозостойкости гидро-: фильных материалов по а.с. СССР

1(1190246 путем сравнения водопоглощения исходного образца до и после промораживания в водонасьпценном состоянии, другой аналогичный образец увлажняют, определяют его водопоглощение, высушивают, повторно увлажняют и определяют водопоглощение. О морозостойкости при этом судят, сравнивая отношение водопоглощений .образцов, подвергавшихся промораживанию в водонасыщенном состоянии и циклическому воздействию воды. 1 табл.

Wg Wp gP й. е ° ь1а 2

1 4 водопоглощение исходных образцов, %: водопоглощение образцов после циклического воздействия воды, %; водопоглощение образцов после промораживания в водонасьпценном состоянии, %; — изменение веса и вес образ-, ца.

Меньшее значение (Q, или Q ) соответствует большей устойчивости материала к воздействию внешней среды.

Морозостойкость материала определяется разностью величин Q=Q -О,.

14816

Количество циклов

Материал

1 1 1,3

2 1,5 1,6

1 ° 1 1

2 1,5 1,5

Стеклопластик

Органопластик

Способ реализуется следующим образом.

Циклическое воздействие воды осуществляется по схеме увлажнение— 5 сушка путем непрерывной выдержки образцов в дистиллированной воде при комнатных условиях, определения водопоглощения исходных образцов W,, последующей сушки в термошкафу до постоянного веса, повторной выдержки в воде образцов после циклического возФ действия воды Иь. Воздействие промораживания осуществляется по схеме увлажнение-промораживание путем не- 15 прерывной выдержки образцов в дистиллированной воде при комнатных условиях, промораживания водонасьпценных образцов в камере холода при заданных температуре и времени, разморажива- 20 нии и сушки образцов в термошкафу до постоянного веса, повторной выдержки образцов в воде и определении водопоглощения образцов W< .

Изменение водопоглощения образцов после воздействия внешней среды по схеме увлажнение-сушка обусловлено необратимыми химическими и обратимыми физическими изменениями в материале, а также необратимыми механическими 30 .изменениями за счет. неоднородности концентрационных полей сорбированной влаги по толщине и создания значительного капиллярного давления в вершине образовавшейся трещины или дефекта. Водопоглощение образцов, ис" пытанных по схеме увлажнение-промораживание, обусловлено изменениями поврежденности материала эа счет суммирующего воздействия указанных 40 факторов и дополнительного механического разрушения при кристаллизации сорбированной воды в порах и трещинах ввиду резкого увеличения объема.

В качестве примера приведены результаты определения устойчивости к внешним воздействиям намоточных стеклопластика (СП) и органопластика (ОП) на основе эпоксидного связующего

ЭДТ-10. 50

Исходные образцы взвешиваются на аналитических весах с точностью до

0,0001 г, сушатся в термошкафу при (60+2) С до постоянного веса, охлаждаются в эксикаторе при 23 С. Далее 55 . образцы погружаются в дистиллированную воду при 23 С с расчетом на а

1 см поверхности образца не менее

8 см воды. После выдержки в воде ус57

4 тановленыое время. образцы вынимаются, протираются чистой сухой тканью и не более чем через 1 мин взвешиваются.

Водопоглощение композитов определяется по процентному соотношению приращения д P веса образца к исходному весу P:

W = — — 100%.

b,P

Ф

Водопоглощение образцов W и Ы определяется по аналогичной схеме, только в качестве образцов используется предварительно промороженные о при -60 С в водонасыщенном состоянии (W<) и подвергнутые циклическому воздействию воды по схеме увлажнение сушка (W< )..

Результаты, полученные при использовании предлагаемого способа в течение 4-х суток, приведены в таблице, Предлагаемый параметр оценки морозостойкости материалов Я позволяет качественно, в относительных величинах, определить вклад каждого из указанных факторов в суммарной поврежденно сти материала.

Из таблицы видно, что после насыщения стеклопластика водой, сушки и повторной выдержки в воде (1 цикл увлажнение — сушка) в композите не происходит никаких изменений в поврежденности, водопоглощающая способность СП сохраняется Q=l. При промораживании водонасьпценных образцов

СП (1 цикл) наблюдается увеличение поврежденности, в результате чего водопоглощение СП возрастает, величина

Q- =1,3. Вклад в поврежденность матеф риала от морозного разрушения составляет 30%.

При повторном цикле обнаружено влияние двух факторов на увеличение поврежденности. Причем циклическое воздействие воды способствует росту поврежденности СП в большей степени, чем кристаллизация сорбированной воды (Q; =1,5; Q<=l 6). В увеличении суммарной поврежденности СП после

Составитель C. Зуев

Редактор А. Иандор Техред М.Дидык.Корректор М. Васильева

Заказ 2680/44 Тираж 790 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул . Гагарина, 101

5 14

2-х циклов, которой соответствует

Q=1,6, вклад от морозного разрушения равен 107, а от циклического воздействия воды 507..

Из результатов испытаний органопластика следует, что один цикл указанных воздействий не оказывает влияния на поврежденность ОП, поэтому величина Q не изменяется Q<=Я =1.

Повторное воздействие по схеме увлажнение-промораживание приводит к росту поврежденности ОП полностью за счет циклического воздействия воды, т. е. Q< =Q<-1,5; морозного разрушения

ОП не обнаружено.

Согласно прототипу, оценивающему морозостойкость по суммарной величине

Q (в данном случае это соответствует значению 1 ) морозостойкость СП и

ОП по двум циклам мало отличается друг от друга — 1,6 и 1,5. Дифференцированное определение устойчивости композитов к исследуемым факторам позволяет выявить разные причины, вызвавшие рост поврежденности СП и

ОП. С точки зрения эксплуатации композитов на Севере менее устойчивым и надежным, менее морозостойким явля81657 6 ется стеклопластик. Рост поврежденности ОП обусловлен воздействием воды, следовательно, ОП является более

5 мороэостойким и перспективным для

Севера материалом.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить достоверность определения морозостойкости материалов эа счет выявления фазы морозного разрушения, что по сути является определя йцим для указанной характеристики е

° Ъ

15Формула иэ обретения

Способ определения морозостойкости гидрофильных материалов по авт. св. Р 1190246, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения достоверности определения морозостойкости за счет учета изменения гидрофильности образца при увлажнении, дополнительно другой аналогич25 ный образец увлажняют, определяют его влагопоглощение, высушивают, увлажняют.повторно, повторно определяют его водопоглощение, а об искомой характеристике судят, сравнивая отноше30 ние водопоглощений образцов.