Способ определения гигроскопических характеристик материалов

 

Изобретение относится к физическим измерениям, а именно к способам определения гигроскопических характеристик материалов, и может быть использовано в лабораторной практике и в промышленных условиях для исследования гигроскопических свойств тканей, трикотажа, пленок, нитей и других материалов. Целью изобретения является повышение объективности оценки гигроскопических свойств за счет учета скорости сорбции-десорбции влаги. Для этого определяют влагосодержание образца, последовательно помещая его в три среды с относительной влажностью φ<SB POS="POST">0</SB>, φ<SB POS="POST">1</SB>, φ<SB POS="POST">2</SB>, причем φ<SB POS="POST">0</SB>*98ф<SB POS="POST">1</SB>*98ф<SB POS="POST">2</SB>, и выдерживают в каждой среде до наступления равновесного состояния. После этого образец перемещают в обратном порядке из среды с влажностью φ<SB POS="POST">2</SB> последовательно в среды с влажностью φ<SB POS="POST">1</SB> и φ<SB POS="POST">0</SB> строят кривые кинетики сорбции-десорбции и вычисляют коэффициенты гигроскопичности при сорбции и десорбции и относительный гистерезис. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

«l»=:: (19) щ) С 01 И 5/02

ГОСУД PC

Il0 ИЗО РЕТЕ

ПРИ ГК Т

ВЙИЖ MR

OPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

КАВ

70015/23-25 . 08.88 .11.90. Бюп. Р 43 ни игр ад с кий и нс тит ут те кс тильег кой пр омышп ен но с ти . Кир ова

Е.Перепелкин

1.507 (088,8) ани текстильные, Методы опрегигроскопических и водоотталх свойств. ГОСТ 38 16-8 1 . н Г.Н., Соловьев А.Н. Тексматериаловедение, ч. 3. кая индустрия, 1967. с. 204-205.

ОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГИГРОСКОПИЧЕСАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ обретение относится к физичесерениям, а именно к способам ения гигроскопических характематериалов, и может быть исано в лабораторной практике

Из бретение относится к физичесмерениям, а именно к способам ения гигроскопических характематериалов, и может быть исвано в лабораторной практике омышпенных условиях для исслегигроскопических свойств трикотажа, пленок, нитей и материалов. изобретения — повышение объсти оценки гигроскопических за счет учета и скорости с

-десорбции влаги. иг. 1 и 2 представлены криетики сорбции-десорбции влаги ми материалов (по осям отложе-. ким и опр ед ристи польз ивп дован ткане" др угих

Цел ективн свойст сорбци

На вые ки образц (21) 4 (22) l (46) 3 (71) е ной и л им. С М (72) (53) 5 (56) к делен я киваю

Ку и тильн е

M.:Лг (54) П

КИХ P (57) з кими м опред л ристи польз в

ТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

НИЯМ И OTHPbfTHRM

СССР

2 и в промьпппенных условиях для исследования гигроскопических свойств тканей, трикотажа, пленок, нитей и других материалов. Целью изобретения является повышение объективности оценки гигроскопических свойств за счет учета скорости сорбции-десорбции влаги. Для этого определяют влагосодержание образца, последовательно помещая его в три среды с относительной влажностью ф, ц,, Ц, причем (f 0 (Q, ((gg и выл ерживают В каждой среде до наступления равновесного состояния. После этого образец перемещают в обратном порядке из среды с влажностью(последовательно в среды с. влажностью ф, и Ц о строят кривые кинетики сорбции-десорбции и вычисляют коэффициенты гигроскопичности при сорбции и десорбции и относительный гистерезис. 2 ил., 1 табл. ны влагосодержание V, г/г образца и, Э и время ь, ч), Способ осуществляют следующим образомм.

Предварительно высушенный образец материала помещают в среду с влажностью (Р и выдерживают до равновесного состояния (точка А, фиг. 1), затем помещают в среду с влажностью

Ц, и далее в среду с влажностью(, периодически определяют влагосодержание и выдерживают в каждой среде.до наступления равновесного состояния (точки В и С соответственно) . Затем помещают образец в обратном порядке из среды с влажностью (фд последоваГ (gi;(„) - коэффициенты гигроскопичности при сорбции и десорбции при влажности среды у ((=)zÄ )

Г 1

Г (Qр Lf Ц ) относительный гистерезис при влажности среды

9!

W,(Ц, ) и Ъ (ф,) — равновесное влагосодержание образца при влажности среды

" (Г)

30

40 с (!" Ц2)

К (! Чр) - коэффициенты 45 скорости сорбции и десорбции при влажности сред

Ч и (7р Равные тангенсу угла наклона кривой к оси времени в точке достижения образцом влагосодержания Рав 55 ного равновесно- му при влажности

Г среды !, (Г ) 50

3 160848 тельно в среды с влажностями (ф! и (g также периодически определяют влагосодержание и выдерживают его в каждой среде до наступления равновесного состояния (точки D и Е соответст5 венно), причем должно соблюдаться условие g c+c Ч . В точках В и D равновесного влагосодержания образцов при влажности среды ® определяют коэффициенты гигроскопичности Г ((P,,y ) при сорбции и Гg (g,, Ц р) при десор ции влаги, учитывающие как равновес ное влагосодержание образца, так и скорость сорбции и десорбции, по формулам

"с (%;q,) = Wñ,(Ж) с (Ф "А), ГФ (" ) 1 3 (q,) K (@ ) а также относительный гистерезис по формуле

Гг (Ч,д!,Ча) =

r, Ж;Ч,) — r (а Ч.)

r, (q,,ó,) 25 где Г, (p,;g,,) и

Равновесное влагосодержание при сорбции и десорбции характеризует предельное влагосодержание материала при данной влажности среды в равновесном состоянии.

Коэффициенты скорости сорбции и десорбции характеризуют гигроскопические свойства материала в неравновесном состоянии. Коэффициенты гигроскопичности при сорбции и десорбции, учитывающие как равновесное влагосодержание материала, так и скорость сорбции и десорбции, характеризуют гигроскопические свойства . материала в условиях установившегося режима сорбции и десорбции.

Относительный гистерезис характеризует различие в протекании сорбции и десорбции при данной влажности ср еды.

Пример, На.фиг.2 представлены кривые кинетики сорбции-десорбции для таких материалов, как хлопчатобумажная ткань, ацетатная пленка, вискозная нить, трикотажное полотно и капроновая ткань (соответственно кривые 1-5) ° Числовые данные, соответствующие этим кривым, приведены в таблице. В качестве примера рассмотрим образец для кривой 1. Высушенный образец хлопчатобумажной ткани с массой 10,0525 г помещают в эксикатор с влажностью (= 2X, выдерживают

24 ч, определяют влагосодержание образца — 0,016 г/r. Затем образец помещают в среду с влажностью Ц!, = 65X и далее в среду с влажностью (= 100X периодически определяют влагосодержание и выдерживают его в каждой среде 24 ч. При (g, = 657 влагосодержание Ч (65) = 0,091 r/r, при (g< = 100X влагосодержание равно

0,227 r/r. Затем образец помещают в обратном порядке из среды с влажностью (= 100X последовательно в среды с влажностями (! = 65X и (gð = 2X также периодически определяют влагосодержание и выцерживают его в каждой среде 24 ч. При ф = 657 влагосодержание M (65) = 0,114 г/г, при Ц1 = 27 влагосодержание равно

0,019 r/r. Чертят график кинетики сорбции-десорбции (фиг. 2, кривая 1) и в точках с влагосодержанием

0,091 г/г при сорбции и 0,114 г/r при десорбции в среде с влажностью

Щ = 65X определяют коэффициенты скорости К (65, 100) сорбции и

K)

Оп ко со ка та аходят относительный гистерезис:

„(2; 65, 100)

4 (1,5 ° 10 6)

Остальные примеры приведены в лице. Номера кривых на графике киики (фиг.2) соответствуют номеобразцов в таблице. 25

При условии с у, > И (фиг, 2 аблица) гигроскопические харакистики также могут быть получены, как в этом случае происходит атный процесс — сначала десорбция, З0 ем сорбция влаги (кривая 3) . При овин (< (ц ((кривая 4) можно ько определить равновесное влагоержание образца при десорбции в е с влажностью Ц, а при усло«

35 (р с, (р ац, можно определить тольравновесное влагосодержание обца при сорбции, Таким образом, предлагаемый споопределения гигроскопических йств материалов обеспечивает по внению с существующими способами ее объективную оценку гигроскопиих свойств за счет учета как равесного влагосодержания образца 45 и скорости сорбции-десорбции и. та не ра те та об за ус т со ср ви ко ра со

40 св ср бод чес нов так

Ф о рмула из обр етения

50 п ос об опр ед ел е ния г игр о с копич есхарактеристик материалов, вклюких

5 160848 (65, 2) десорбции как тангенсы а наклона кривой к оси времени. еделяют, что Кс (65; 100) ,6 ° 10 г/r с, К (65; 2)

-6 Ф 5, 1 ° 10 г/r с. Далее определяют ффициенты гигроскопичности при бции и десорбции „учитывающие равновесное влагосодержание, и скорость сорбции-десорбции:

6 с (65 100) = 0 091 (16 10

1,4 ° 10 ((г/г),1/cj;

S(65; 2) = 0,114 (5,1 10 ) — О, 55. 10 ((г/г) 1/с) 15

6 чающий высушивание образца до посто-, янной массы и взвешивание, помещениЙ его в среду с относительной влажностью (g определение по привесу влагосодержания W образца в различные моменты времени, выдерживание образца до наступления равновесного состояния, определение равновесного влагосодержания W(g) при данной влажности (среды и построение кривой кинетики сорбции-десорбции, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения достоверности оценки гигроскопических свойств за счет учета скорости сорбции-десорбции влаги, образец последовательно помещают в три среды с относительными влажностями (, (p и (г, причем (p(<- (f (ц г после чего его) пер емеща ют в обратном порядке из среды с влажностью (последовательно в среду с влажностями Ц), и (p по тангенсу угла наклона кривой кинетики сорбции-десорбции к оси времени в точке достижения образцом равновесного влагосодержания при влажности ф среды определяют коэффициенты скорости сорбции К (q,; g ) и десорбции К (Ц,; $0) при влажностях (и ф, среды, а коэффициенты гигро-. скопичности при сорбции Г (CP, (g ) и десорбции Г«(ф; LPO ) и относительный гистерезис Г< (ф„; P, Цг ) вычисляют по формулам

r, (q„g,) = w,(ц,) к,(q„q, );

Г (у,;q,) = W (q,) К kp,;ö, );

1 г (Чо Ч, Чг )

r (ч Ф.) — r (q,;÷.)

Гс (ц 1 «Чг) где Ъ1с(ф,) и W (q,) — равновесное, влаг ос одержание образца при влажности ® среды, соответственно при сорбции и де сорбции влаги.

1608487 (У1

- I

1 - 1

I 1 ! м(1 Г-е

>Б е д О х е

Д (» о е» ( ж и о о

Ю сО л

Ю О л о

СЧ л ь н

Щ л

»3 еО

« ь О а

В

8е

° в о

1 1

М) ! о о4С

Х и (ч

Ж «»

Ф

«е,Ве (» в v о о а, ! I

1

1

1 I

I г

«г (ю !

;В 1 л сО л

Се1 сО а

00 л

О

«

-Э- I .г

CI)

СЧ I о

« о

СЧ О о

«

Ю о1 о л ь

I о о

М

I о

Ю о

Д (.

0 М о

Ф и СЧ л

СЧ CV

Ю

1

I

СЧ СЧ

1 э

О 1 о I

ФМФ

I A ((I ((I

1 о

g >

g o

° Це Щ

Ф Х

Щ

I

Ф о ж е ф о ж

Р(Ф

Рч

«(а

f 6

v ч о ее (— ( (!

» а»

О °

Х «е

О о r» а (» (»

Я (» л

3 о (»

v о ц

Щ

1 (- 1

1 еФ.(1 C I

1 — -!

1 с4

-" I 3- 1

Сее

I 5-е

Э 1! ее Ю !

1л ! "-.! о

1:4 1

1 I

1

ЗФ

М СЧ CV

I с6 1 I ф 6) g 0) (:це о oж ое5 ы рже v e

Ф Щ Ф М ж ж мйжжд о5

ФЮ Ф f (lg.g

64 (Д f Л и Й

1

1

1 1

1

1

1

1

Ц (» Ф Д tg

ОЕМФ(Ре f Ф ((I I

Йlf»2

1608487

О

Корректор С.Певкун ктор Е.Папп

Про

Зак

Состазитель С.Зуев

Техред М.Ходанич з 3609 Тираж 481 Подписное

И Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, R-35, Раушская наб., д. 4/S зводственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул, Гагарина, 101