Устройство для измерения вязкоупругих характеристик полимерных материалов

 

(5и5 G 01 N 11/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

О

О

О

О (1

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4902075/25 (22) 11.01.91 (46) 15.02.93. Бюл. N 6 (71) Волгоградский политехнический институт (72) А.Б. Голованчиков. И,М. Корсукова, Б,В.

Симонов. Н.В. Тябин и А.Е. Крючков (73) Волгоградский политехнический институт (56) Белкин И.М. и др. Ротационные приборы. М,; Машиностроение, 1967, с.192.

Белкин И.М, и др. Ротационные приборы. M. Машиностроение, 1967, с.167.

Изобретение относится к измерительным устройствам и может найти применение при исследовании вязкоупругих свойств растворов и расплавов полимеров.

Цель изобретения — увеличение точности при измерении релаксации напряжений для исследования вязкоупругих характеристик полимерных материалов, Изготовление внутреннего цилиндра, упруго закрепленного на выходном конце червяка микроэкструдера, и наружного цилиндра с прорезью вдоль всей образующей, в которой установлен нож со скользящей посадкой с возможностью радиального перемещения, позволяет при измерении рЕлаксации напряжений во времени r= t(t) в момент остановки вращения внутреннего цилиндра обеспечить мгновенную остановку течения исследуемого полимерного материала, находящегося в коаксиальном кольцевом зазоре между цилиндрами, так как нож практически мгновенно останавли„„RU„„ 2000026 С (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЯЗКОУПРУГИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Сущность изобретения: устройство содержит наружный и внутренний цилиндры, разделенные коаксиальным кольцевым зазором. Наружный цилиндр установлен в опорах с возможностью углового поворота.

Внутренний цилиндр жестко закреплен на шнеке микроэкструдера. Наружный цилиндр имеет прорезь вдоль всей образующей, в которой установлен нож, выполненный с возможностью радиального перемещения. 2 ил. вает весь поток исследуемого материала. что соответствует истинным условиям измерения релаксации напряжений при постоянной деформации. Затем при обработке кривой релаксации напряжений определяют вязкоупругие характеристики материала.

Кроме того, заявляемое устройство позволяет контролировать визуально на выходе сплошность заполнения коаксиального кольцевого зазора между цилиндрами и проводить исследования вязкоупругих свойств полимерных материалов на производственном оборудовании в условиях, приближенных к технологическим, что также увеличивает качество и точность измерения вязкоупругих характеристик.

На фиг. 1 схематически показана измерительная часть устройства для измерения вязкоупругих характеристик полимерных материалов; на фиг. 2 показан вид сбоку измерительного устройства.

2000026

Устройство содержит внутренний цилиндр 1, упруго закрепленный на выходном конце шнека микроэкструдера 2, наружный цилиндр 3 с термостатирующей рубашкой 4, установленный в опорах 5 с воэможностью углового поворота и имеющий вдоль всей образующей прорезь, в которой установлен нож 6 с возможностью радиального перемещения. Нож 6 соединен с сердечниками 7 электромагнитных катушек 8. которые связаны электрической цепью с кнопкой остановки вращения внутреннего цилиндра 1, Сердечники T закреплены на пружинах сжатия 9. При измерении вязкоупру их характеристик измерительная часть устройства снабжается разрезной 10 и уплотнительной

11 крышками. Крутящий момент измеряется тензометрическим датчиком крутящего момента мембранного типа 12, Температура исследуемого полимерного материала измеряется X-M-микротермопарой 13..

Устройство для измерения вяэкоупругих свойств полимерных материалов работает следующим образом.

Устанавливается необходимое число оборотов шнека микроэкструдера 2, после чего полимерный материал подается через загрузочную воронку микроэкструдерэ и продавливается через кольцевой канал, образованный внутренним 1 и наружным 3 цилиндрами. После выхода на стационарный режим и проверки сплошности заполнения кольцевого зазора, вращение червяка 2 прекращается, снимается разрезной фланец, соединяющий червячный микроэкструдер и измерительную часть устройства, прерывается поток полимерной жидкости, устанавливаются разрезная 10 и уплотнительная 11 крышки с противоположных торцов наружного цилиндра 3. В термостатирующую рубашку 4 наружного цилиндра 3 подается теплоноситель заданной температуры и приводит во вращение от червяка 2 внутренний цилиндр 1. После выхода на стационарный режим включается измерител ьн ая часть. В и роцессе измерений производится запись значений крутящего момента, по которым определяются касательные напряжения, соответствующие определенным скоростям вращения внутреннего цилиндра. Фиксируется темперэтуФормула изобретения

Устройство для измерения вязкоупругих характеристик полимерных материалов, содержащее наружный цилиндр, установленный в опорах с возможностью углового

50 ра исследуемого полимерного материала.

Исследование реологических свойств (экспериментальные кривые M = М (и ) пересчитывается в теоретические кривые течения

t - -t(y ), проводится в широком диапазоне скоростей вращения внутреннего цилиндра

1 и температур.

Режим релаксации напряжений исследуется следующим образом.

Устанавливается стационарный режим для заданной скорости вращения внутреннего цилиндра 1 при определенной температуре, Затем одновременно производится остановка вращения внутреннего цилиндра

1 и отключение электромагнитов 8. Под действием пружин 9 нож 6, закрепленный с сердечниками 7 электромагнитных катушек

8, мгновенно перерезает слой исследуемого материала в кольцевом коаксиальном зазоре между внутренним 1 и наружным 3 цилиндрами, С этого момента начинается регистрация падения крутящего момента, измеряемого тензометрическим датчиком крутящего момента мембранного типа 12. В результате получаем релаксЭционные кривые T = т(1) в широком диапазоне температур.

Предлагаемое устройство для измерения вязкоупругих свойств полимерных материалов позволяет увеличить точность при измерении релаксации крутящих моментов, так как нож практически мгновенно останавливает весь поток исследуемого полимерного материала, находящегося в коаксиальном кольцевом зазоре между цилиндрами, что соответствует истинным условиям измерения релаксации напряжений при скорости деформации всего потока материала, равной нулю.

Данное устройство позволяет контролировать визуально на выходе сплошность заполнения кольцевого зазора между цилиндрами, Кроме того, это устройство позволяет проводить исследования

° I вязкоупругих свойств полимерных материалов непосредственно на производственном оборудовании при условиях, имитирующих технологический процесс, что также положительно влияет на точность измерений, поворота, и внутренний цилиндр, закрепленный в опорах с возможностью вращения, разделенные коàvI:èýët III,III кольцевым зазором, о т л и ч а ю н ". v.. тем, что, с целью увеличения го но ° II i IIII н оледовз2000026 нии вязкоупругих характеристик полимерных материалов, оно дополнительно содержит микрозкструдер, на шнеке которого жестко закреплен внутренний цилиндр, а фи. 2

Составитель

Техред М.Моргентал Корректор А.Мотыль

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Гага ина, libel

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. р

Редактор

Заказ 3040 наружный цилиндр имеет прорв» вдо всей образующей, в которой установлен нож, выполненный с воэможностью радиального перемещЕния.