Устройство для определения смачиваемости волокнистого материала и поверхностного натяжения жидкости

 

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, а именно к средствам контроля поверхностных свойств волокнистого материала и жидкостей, и может найти применение в текстильной промышленности . Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения изучения пленкообразующих свойств жидкости, Для этого держатель образца волокнистого материала, соединенный с датчиками усилия и положения и расположенный над емкостью для жидкости, выполнен в виде П-образной рамки. Верхняя горизонтальная часть рамки соединена с датчиком усилия, а на вертикальных стержнях рамки расположены фиксаторы положения образца на расстоянии от концов этих стержней, превышающем максимальную высоту пленкообразования. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з 6 01 N 13/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4431911/25 (22) 26.05.88 (46) 23.09.91. Бюл. N 35 (71) Научно-производственное обьединение

"Стеклопластик" и Московский текстильный институт им. А.Н.Косыгина (72) В.И.Кисилев, В.И.Бурякин и А.С.Горинов (53) 543.542(088.8) (56) Зимон А.Д. Адгезия жидкости и смачивание.— М.: Химия, 1974, с.112.

Поверхностные явления и поверхностно-активные вещества. Справочник./ Под; ред. А.А.Амбрамзона.— Химия, 1984, с. 163170. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

СМАЧИВАЕМОСТИ ВОЛОКНИСТОГО МАТЕРИАЛА И ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, а именно,к средствам контроля поверхностных свойств волокнистого материала и жидкостей, и может найти применение в процессах производства и переработки химических волокон в текстильной промышленности.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения изучения пленкообразующих свойств жидкости.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство состоит из блока 1 подачи образца 2 волокнистого материала, заправляемого в П-образную рамку 3 с вертикальными (экранными) стержнями 4 посредством подвижных эластичных зажимов 5 и

„,, SU„„1679282 А1 (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике; а именно к средствам контроля поверхностных свойств волокнистого материала и жидкостей, и может найти применение в текстильной промышленности. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения изучения пленкообразующих свойств жидкости, Для этого держатель образца волокнистого материала, соединенный с датчиками усилия и положения и расположенный над емкостью для жидкости, выполнен в виде

П-образной рамки. Верхняя горизонтальная часть рамки соединена с датчиком усилия, а на вертикальных стержнях рамки расположены фиксаторы положения образца на расстоянии от концов этих стержней, превышающем максимальную высоту пленкообразования. 1 ил, фиксаторов 6 положения нити, выполненных в виде изогнутых петель, на экранных стержнях 4, и подаваемого далее в приемный блок 7, Верхняя горизонтальная часть

П-образной рамки 3 механически соединена с датчиком 8 усилия, который электрически связан с измерительно-вычислительным устройством 9. Под П-образной рамкой 3 расположена емкость 10 с жидкостью,11, :. Механически соединенная с приспособлейи-. ем 12 вертикального перемещения и датчиком 13 взаимного положения волокнистого материала и поверхности жидкости, выходы которых электрически соединены с измерительно-вычислительным устройством 9, Линия заправки образца 2 волокнистого материала в эластичные подвижные зажимы 5 на П-образной рамке 3 расположена

1679282 соприкосновения с нитью, определяемого 35

45

Wn = Fn/21

50 выше или на уровне точки 14 соединения

П-образной рамки 3 с датчиком 8 усилия, а линия заправки образца волокнистого материала на фиксаторах 6 экранных стержней параллельна поверхности жидкости и расположена ниже точки 14 соединения на расстоянии от нижних концов вертикальных стержней 4, превышающем максимальную высоту плен кообразования жидкости 11.

Вертикальные стержни 4 установлены параллельно один другому и перпендикулярно поверхности жидкости 11. Более простая конструкция фиксаторов 6 в виде прорезей в стержнях позволяет обойтись и без подвижных эластичных зажимов 5, устанавливаемых на П-образной рамке 3, Но при этом нить фиксируется в прорезях вертикальных стержней 4 клеем или легкоплавким связующим, например сургучом, канифолью, а выступающие концы нити обрезаются, Конструкция с применением подвижных эластичных зажимов 5 позволяет упростить и облегчить операцию перезаправки нити, Устройство работает следующим образом, В исходном состоянии заправленный между вертикальными стержнями 4 анализируемый участок нити находится выше поверхности жидкости 11. По сигналу от измерительно-вычислительного устройства

9 включается приспособление 12 вертикального перемещения, которое поднимает емкость 10 для жидкости 11 до момента по измерительной вертикальной координате взаимного положения нити и поверхности жидкости, В момент соприкосновения приспособление 12 вертикального перемещения останавливается по команде от измерительно-вычислительного устройства 9.

Производится опрос датчика 8 усилия, измеряется кинетика смачивания нити.

После выхода усилия смачивания на стабильный уровень приспособление 12 вертикального перемещения переключается и емкость 10 с жидкостью 11 опускается вниз. При этом между нитью, экранными стержнями 4 и поверхностью жидкости 11 образуется пленка жидкости, которая вытягивается,;деформ ируется до тех пор, пока вес поднимаемой пленки не превысит силы поверхностного натяжения пленки. После этого пленка отрывается от нити. В этот момент по падению сигнала с датчика 8 усилия измерительно-вычислительное устройство 9 останавливает приспособление

12 вертикального перемещения, а заправленную в П-образной рамке 3 нить перемещают в приемный блок 7.

Из блока 1 подачи при этом поступает новый участок нити, а исследованный участок перемещается в приемной блок 7. Далее вновь включают приспособление 12 вертикального перемещения и цикл измерений повторяется уже для нового участка нити. Характеристики смачивания нити определяются только в момент первого касания нитью поверхности жидкости, так как после извлечения нити из жидкости на ней остается поверхностный слой жидкости, а при вторичном погружении в момент касания взаимодействует с поверхностью жидкости уже не нить, а поверхностный слой жидкости на нити.

По виду деформацион ной кривой "удлинение (усадка) пленки — усилие "во время растяжения пленки жидкости судят о деформационных свойствах растяжения и усадки пленки жидкости, а по виду кинетических кривых усилия смачивания во время соприкосновения нити с поверхностью жидкости — о кинетических характеристиках смачивания нити. После вторичного погружения и выведения нити из жидкости пленку жидкости деформируют до максимал ьного удлинения, определенного иэ первого эксперимента, но не доводя до обрыва и, переключая приспособление вертикального перемещения в обратном направлении, определяют релаксационную кривую усадки пленки жидкости усадка — усилие",по которой судят об усадочных, релаксационных свойствах пленки жидкости.

Таким образом, для полного определения деформационных характеристик пленки жидкости необходимы как минимум два цикла измерений, в первом из которых определяют деформацию и усилие обрыва пленки жидкости, а во втором — вид кривых вытяжка (усадка) — усилие деформации пленки жидкости, по которым судят о свойствах вытяжки — усадки пленки жидкости при ее деформации, Поверхностное натяжение определяют по формуле где Wl поверхностное натяжение, Н/м:

Fï — усилие обрыва пленки, Н;

1- длина нитй в зоне между двумя вертикальными стержнями 4, м.

Удельную энергию смачивания определяют по формуле где WcM — удельная энергия смачивания, Н/м;

1679282 ратная удельной поверхности пленкообразования, определяет среднюю толщину пленки и служит динамической характеристикой изменения толщины пленки при рас5 тяжении или усадке пленки.

Формула изобретения

Устройство для определения смачиваемости волокнистого материала и поверхностного натяжения жидкости при взаимо10 действии ее с волокнистым материалом, содержащее держатель образца волокнистого материала. соединенный с датчиком усилия, датчик положения и приспособление для взаимного перемещения держателя образ15 ца и емкости для жидкости, расположенной под держателем образца, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем обеспечения излучения плен20 кообразующих свойств жидкости, держатель образца выполнен в виде П-о6разной рамки, верхняя горизонтальная часть которой жестко соединена с датчиком усилия, а на каждом из вертикальных стер25 жней П-образной рамки на одинаковом расстоянии от концов. этих стержней, превышающем максимальную высоту пленкообразования, расположены фиксаторы положения образца, выполненные, напри30 мер, в виде изогнутых петель или прорезей в стержнях.

F M — максимальное усилие взаимодействия нити с жидкостью при пересечении нитью уровня жидкости при погружении,Н.

Относительную смачиваемость определяют по формуле

WcM = 1Мсм/Wn, О пленкообразующих свойствах жидкости судят по виду кривой "растяжение— усилие" или "усадка — усилие"" пленки, например по отношению высоты подъема пленки надуровнем жидкости и усилия, действующего на пленку при растяжении или сжатии пленки, которое определяет удельную поверхность пленкообразования

$уц = р д ia/F, где Зуд — удельная поверхность пленкообра-1 зования, м

p — удельная плотность жидкости, кг/м;

g — ускорение свободного падения м/с ;

F — усилие растяжения пленки, Н; а — высота пленки, м.

В момент обрыва удельная поверхность пленкообразования имеет максимальное значение и служит критерием пленкообразующих свойств жидкости, Величина, обСоставитель А. Кощеев

Техред М,Моргентал

Редактор И.Шулла

Корректор М.Кучерявая

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

Заказ 3205 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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