Устройство для определения паропроницаемости материалов

 

Изобретение относится к технике измерения диффузии и может быть использовано для исследования проницаемости органических и неорганических пленок. Целью изобретения является повышение точности путем исключения погрешности в определении массы вещества, продиффундировавшего через испытуемый материал и адсорбированного испытуемым материалом. Устройство содержит измерительный сосуд с источником пара с герметичным креплением испытуемого материала. Измерительный сосуд размещен в емкости -нагревателе, установленной на крышке аналитических весов, стрелка которых выполнена с подвижным противовесом. Весы соединены с измерительным сосудом держателем Г-образной формы, жестко закрепленным на коромысле весов над точкой опоры коромысла и установленным в отверстия в емкости - нагревателе и корпусе весов. 1 ил. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (И) 077 А1 (51) 4 С 01 1<1 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ти полимернь>х пленок.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4362028/31-25 (22) 14.01.88 (46) 15.12.89. Бюл. 1>> 46 (71) Ленинградский политехнический институт им. М.И.Калинина (72) A.И.Демидов, Н.А.Новоселова, Л.li.Èîôå и В.А.Ананичев (53) 620. 1 93 . 1 9 (088 .8) (56) Руководство по отделке внутренних поверхностей стеновых панелей из ячеистого бетона для производственных зданий. М.: Стройиздат, 1981, с. 67.

Ямалеев К.М. Непрерывный весовой метод исследования проницаемости полимерныхх пленок . — Пласт . массы, 1 968, т. 65, - 11 с. 66-67. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРОПРОНИЦАЕМОСТИ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к технике измерения диффузии и может быть исИзобретение относится к тех»»ике измерения диффузии, а именно к устройствам для определения паропроницаемости матсриалов, и может быть использовано лля исследования проницаемосЦель и.»<>б>рс те»»ия — повышение точ ности»y re>> исключения погрешности в определени»» млссы вещества, продиффунд>»1><»»л><»>сг<> через испытуемый материал >«»«<т)>б<»р<>нл»»ного испытуемым мате рп,>л«, ll<«>< 1" <т. < схематически представлен ><И< л:.;< I <л< м е устройство. пользовано для исследования проницаемости органических и неорганических пленок. Целью изобретения является повышение точности путем исключения погрешности в определении массы вещества, продиффундировавшего через испытуемый материал и адсорбированно— го испытуемым материалом, Устройство содержит измерительный сосуд с источ— ником пара с ге рме тичным креплением испытуемого материала. Изме рительнь>»» сосуд размещен в емкости-нагревателе, установленнои на крышке аналитичес— ких весов, стрелка которых выполнена с подвижным противовесом. Весы соединены с измерительным сосудом держате— (O лем Г-образной формы, жестко закреп— ленным на коромысле весов над точкой опоры коромысла и установленным в отверстии в емкости-нвтренвтене и кор- С пусе весов. l ил., 1 табл.

Оаэи

Устройство для определения паропроницаемости материалов содержит Я аналитические весы 1 с отверстием 2 Я в корпусе, на коромысле 3 кото рых с (, ) помощью держателя 4 закреплен измерительный сосуд 5 с веществом-источником пара 6, герметично закрытый испытуемым материалом 7. Сосуд помещен в емкость-нагреватель 8 с отверстием 9. ф

Для настройки весов нл необходимую чувствительность н;> стрелке 10 установлен подвижный»>1><>т>»»»овес 11. Кон1— роль чувствительн<>гт» <нсуществляют с помощью шкалы 12., 1с1>ж»тель 4 уста-, новлен в отверстия ." и 9.

1529077

Устройство работает следующим об1)я 3OM .

После закрепления сосуда 5 на держателе 4 и компенсации веса сосуда противовесом 11 с помощью разновесов устанавливают равновесие весов и задают рабочую температуру. В процессе эксперимента уменьшается количество вещества-источника пара н измеритель- 10 ном сосуде, что ведет к нарушению равновесия весов, которое восстанав— ливают изменением веса разновесов .

Характерис тикой пяропроницаемости является коэффициент диффузии, кото- f5 рый рассчитывая т по формуле где Я вЂ” количество вещества, продиф- 20 фундировявшего за время 3 через испытуемый материал с поверхностью S;

h — толщина пленки, С и С вЂ” концентрация диффундирующего 25 о вещества с внутренней и внешней сторон пленки, соответственно.

Если растворимость пара в полиме— ре подчиняется закону 1 енри, то 30 (2) С=G Р, где Р— давление пара, (7 — коэффициент растворимости (сорбции) .

Из (1) и (2) следует, что

b.y (PGS hi (3) Считая, что коэффициент проницаемос— ти П равен

П - DGi (4) получаем

П у где g р — разность упругости водяных паров с внутренней и внешней стороны пленки (значения взяты из справочных таблиц) . 50

Испытание устройстна проводят на пленке полиэтилена и на пленках ЭЛ-2 и ЭЛ-3 эпоксиолигомера марки Э-05К, отвержденного феноло-формальдегидным олигомером ФПФ-1 или смесью олигоме- 55 ров ФПФ-1 и гексаметоксиметилмеламином ГМ-3. Измерительный сосуд в виде бюкса из квярцевог< стекла имеет раз(Л, ч ) г bQ, r ь, ч

168,1

288, 2

19,3201

120,1 19,3411 0,0210 масса сосуда с веществом — источником пара и пленкой после заполнения сосуда водой до и после установления постоянной во времени убыли массы 6 Q за время я

О 0210 0 02051

П L= 2. = = = = = = = = =

31,801. 33,0032 120,1 (3,42":О, 01) ° 10 см. ч ° торр

Ь(ад

Величину адсорбции -- --- опредеЧпв ляют по разности масс (1Яцд пленки до и после определения проницаемости, отнесенной к первоначальной массе пленки Q . Для нахождения (1 Q Од оптn ределяют массу сосуда с пленкой до заполнения сосуда водой, которая составляет 16,1035 г и массу сосуда с пленкой после проведения измерения проницаемости и удаления из сосуда оставшейся воды, которая составляет

16,1103 г:

11Цад = 0,0068 г, ((nn = 0,6138 г;

Коэффициент сорбции меры: внутренний диаметр сосуда и диаметр рабочей части пленки

6,4840 см, высота сосуда с крышкой

1, 6 см, количество вещества — источ— ника пара не более Ь г; толщина исследуемых пленок О, 005-0, 02 см . При измерении используют лабораторные не— сы АДВ-200. Отверстие, соединяющее камеру весов с емкостью-нагревателем, через которое проходит держатель иэ— мерительного сосуда, имеет форму эллипса с осями d(= 9 мм и d = 5 мм.

Максимальная температура t в емкостио нагревателе 90 С, при этом температура t в камере весов практически не изменяется. Держатель Г-образной формы из кварцевого штябикя диаметром

3 мм имеет плечи длиной 5 и 10 см, Пример 1, Для калибровки устройства берут пленку полиэтилена:

h = 0,02051 см; t = 30 С.

1529077 (; gìЯ

Qn<6 p

Од0068 Од931

О, 61 38 31, 8 01

-Ф г

О 7 ю см торр

П 3 42 1О р д

G 3,24. 10 д

+0,05) 10

Ц (1,О6 — (3, 24 0 01):1 где — пло тно с

Из (4) ть пленки, Од0252 Од00631 (6,6 0,03) ° 10 е э см ч ° торр

Oi0042

О 2561 = 0,0)639 --- = 16,39

t г г

1- Qap, Qnn

Од0042 ° 1д23

t бд62 1О

Р = --д---- — — = (i, 05+0 05) ° 1 0

1 см торр

2 см

1О

10 с — 2,9

II p H M e р 3. II eHKa ЭЛ-3: Il = = Ое 00587 см, t = 30 С, 0i0280 О 00587

<о

П вЂ”, — --д-- --д-- -- — ф (2 754 0 01) 1 О

31, 801 ° 33, 0032 569, 4 см ° ч торр

А Оад О 0040 г — О, 0167

Опл 0 2402 г мг

16 7

Од0040 1 д240 (6,4 0,3)

2 75 10 -т

6 4 10 а — — (4,3+0,2) 10

4 г см торр

Q см

2 — 10

10 с

Использование предлагаемого устройства для определения паропроницаемости материалов позволяет исключить систематическую ошибку в определении массы продиффундировавшего вещества, вносимую конденсацией паров на держателе измерительного сосуда, повысить точность определения массы ве— ществ а, и родиффундиров авше го ч ерез испытуемый материал, и определить массу вещества — источника пара, адсорбиров анно го испытуемым материалом .

Г-образная форма держателя позволяет расположить изме рительный сосуд над одним иэ плечей коромысла весов и достичь необходимой чувс твительнос ти.

Жесткое закрепление держателя на коромысле ве сов над точкой опо ры ко ромысла приводит к тому, что изменение момента сил, возникающее вследствие конденсации паров на держателе, становится равным нулю. Это позволяет исключить вклад в определении массы продиффундированшего вещества, вносимый конден< а цией паров на держателе измерительного сосуда, и устраняет

Пример 2. Пленка ЭЛ 2: h

0.,00631 см; t = 30 С. систематическую ошибку в определении массы.

Формула изобретения

4р Устройство для определения паропроницаемости материалов, содержащее емкость-нагреватель с отверстием, размещенный в ней измерительный сосуд с источником пара с герметичным

45 креплением испытуемого материала, аналитические весы с коромыслом, в корпусе которых выполнено отверстие и соединенные с измерительным сосудом с помощью держателя через отверстие

5р в емкости-нагревателе и корпусе весов, о тл ич ающе е с я тем, что, с целью повышения точности путем исключения погрешности в определении массы вещества, продиффундировавшего через испытуемый материал и адсорби- рованного испытуемым материалом,держатель измерительного сосуда выполнен

Г-образной формы и жестко закреплен на коромысле весов над точкой опоры

1529077

Составитель С ° Зуев

Редак то р С. Л исина Техред П.Сердюкова Корректор М .!Иа р и и

Закаэ 7632/37 Тираж 78 9 Подпис ное

BHHHIIH Государственного комитета по иэооретениям и открытиям нри t И!Т СССР

t 1.< t35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5

Проиэводственно-нэдлтельский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. t .i: .. рина, 101 коромысла, емкость-нагреватель эакреплен на крышке аналитических ве— сов, а стрелка весов выполнена с подвижным противовесом.