Способ определения коэффициенталинейного термического равновесногорасширения резиновых изделий

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВ1ОРСКОйф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцнаяистнчесиик

Респубянк оо834478.Ф с ф

-. ...,/ - Ф (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл. (22) Заявлено 18.1079 (21) 2827099/18-25 с присоединением заявки ¹

G 01 N 25/16

Гоеуявретвеиямй квинтет

СССР

Ro яелам изобретеиий я открмтяя ( (23) Приоритет

Опубликовано 3005.8 1.Бюллетень Н9 20

Дата опубликования описания 300581 (53}.УДК 536. 41 (088. 8) (72) Авторы изобретения (\

A,È.Ëóêîìñêàÿ, З.С.Волкова н H.Н.Быкова .. .- .;,", р (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ЛИНЕЙНОГО

ТЕРМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСНОГО РАСШИРЕНИЯ .

РЕЗИНОВЫХ ИЗЦЕЛИЙ

Изобретение относится к физическим испытаниям резин и моиет быть исполь: зовано для получения исходных данных при конструировании пресс-форм для вулканизации резиновых образцов и

5 изделий с учетом их послевулканиэационной усадки. известен дилвтометрический способ определения коэффициента линейного. термического расваирения резин, в котором определяют удельный объем полимеров, наблюдая за изменением объема V полимера с температурой Т и определяют коэффициент. объемного ,термического расширения а(, при постоян-1з . ном (обычно атмосферном) давлении р, причем М «>(+ >) р=сюев (1) .

Недостаток такого способа заключается в том, что коэффициент линей- 20 ного расввирейия определяется без учета явления аниэотропии, т..е. неодинаковости свойств в различийх направ-. лениях. Считается действительным соотношение д-я 34А меаду коэффициента- 25 ми объемного * и линейного d расши.рения, т.е. принимается, что термическое расширение {сокращение) проис- ходит равномерно, одинаково во всех направлениях, При определении по най-.З0 денным таким путем коэффициентам зна-! ченнй послевулканнзационной усадки и конструировании ее с учетом вулканизационных пресс-форм необходимы корректировки последних по справочным данным. Введение корректировок не исключает последующих переделок и подгонок изготовленных пресс-форм.

Наиболее близким к предлагаемому является способ, в котором коэффициент термического расширения определяется в зависимости от давления прессования в вулканизационной прессформе, где вулканизуют образцы-диски толщиной 6,4 мм и диаметром 65 мм, Ilo измененйю объема образца, вынутого из пресс-формы при его послевулканизационной усадке до равновесия. Измеряются размеры образца по диаметру и высоте. Изменение объема и размеров образца определяется по отношению к размерам гнезда вулканиэационной пресс-формы (2).

В этом способе проводят измерение размеров образца после усадки, что .позволяет установить различие в линейных усадках, определяемых для разных направлений. Однако конкретное использование получаемых результатов не определено.

834478

Цель изобретения — исключение иска. жающего влияния термоупругих и ани, эотропных деформаций.

Указанная цель достигается тем, 1 что в способе, заключающемся в Вул- .. . канизации образцов из резиновой смеси толщиной не более 4 мм и диаметром 60-65 мм в .условиях всесторонне. го сжатия в плунжерных пресс-формах при постоянных давлении р, температуре Т и при продолжительйости, обеспечивающей достижение оптимума вул" ® каниэации, один раз вулканизацию про" изводят на образцах-дисках из резиновой смеси при давлении 0,1-2 МПа, а другой раэ — на образцах-дисках иэ той же смеси, при тех же температуре 15 и продолжительности, но при давлении

40-100 МПа. Далее вынимают свулканиэованные образцы из пресс-формы и оставляют их усаживаться при комнатной . температуре т0 до постоянных разме.ров (примерно 24 ч}, Измеряют линейные размеры L образца по высоте И диаметру.

После вулканизации при давлении

0,1-2 МПа и усаживании образца определяют коэффициент линейного терми-. ческого равновесного расширения (,/, Й л ьф(т-т) 100 (т-т0 ) р е У вЂ” температурная усадка; 30

L@ — соответствующий размер гнезда пресс-формы, убеждаясь, что давление достаточно мало и <ад по высоте и диаметру образца,имеет одинаковые значения. 35 !

По измеренным размерам образца Ь6( после вулканизации при давлении 40100 МПа и охлаждении до равновесия. определяют деформации формоизменеLe„. — L Ye — Y 40 ния е- — = по высоф те (з =Н) и диаметру (i=+), где Уи„ суммарная (деформационная и температурная) усадка.

Полученные значения служат для 45 нахождения упругих анизотропных модулей или податливостей в соответствии с теорией упругости анизотропных тел.

Зная физические характеристики (коэффициент термического расширения и упругие анизотропные модули), можно найти линейные равновесные усадки

Уе изделия любой конфигурацйи, отлиЧающиеся друг от друга в разных ,направлениях (i). Эффективные коэффициенты линейного равновесного тер-. мического расширения d,„- равны у )/

10Î (Т-T a ) °

Пример . Для определения коэффициента термического расширения <О и упругих анизотропных модулей выбрана резиновая смесь шифра 4 -1401.

Вулканизация проводится при T = 170 С в течение 10 мин. Охлаждение проводит ся при комнатной температуре 22 Я. 65

После вулканизации при давлении 1,6

Ьф — L

МПа термическая усадка У = х — ° — Ьф х100 составляет 2,6%, т.е. коэффици-! ент. линейного термического равновес ного расширения d,„ равняется

1,76 10 град

После вулканизации при давлении

40 МПа и усаживания при 22 С суммар-, ная усадка по диаметру о(составляет

2,8В, а по высоте Н - 1,23, следовательно, деформации формоиэменения равняются — "0,0037, 6д = 0,0002.

В соответствии с теорией анизот-., ропной упругости определены следующие анизотропные характеристики резины: модули сдвига,F„< G„@=2,5 МПа, модуль сжатия .6н- 10 МПа, модуль растяжения Е, = 6 - МПа.

По найденным анизотропным харак теристикам и коэффициенту линейного термического равновесного расширения < л определяют усадки изделий в виде колец круглого сечения ° При этом принимается, что суммарная усадка складывается из термической и анизотропной деформационной.

Предлагаемый способ может успешно применяться для прогноза усадочных явлений, в частности для определения линейной равновесной послевулканизационной-усадки резиновых иэделий сложной конфигурации.

Принимая во внимание стоимость изготовления пресс-формы в соответствии с методикой ВНИИРТмаш, опробованной на Тамбовском заводе асбестовых и резинотехнических изделий (ТЗАПТИ), экономический эффект. от использования способа, получаемый за счет исключения проб и переделок пресс-форм, составляет (в зависимости от сложности изделия) от

5 .до 20 тыс. р на 100 изготавливаемых пресс-форм.

Формула изобретения

Способ определения коэффициента . линейного термического равновесного расширения резиновых иэделий, заключающийся в вулканизации образцов в условиях всестороннего сжатия при постоянных давлении и температуре, послевулканизационном усаживании образцов при охлаждении до равновесия при комнатной температуре и иЗмерении равновесных диаметра и высоты, отличающийся тем, что, с целью исключения искажающего влияния термоупругих и анизотропных деформаций, вулканиэуют при даэлении 0,1-2 МПа образцы толщиной, обеспечивающей изотермические условия в них, определяют

834478

Составитель.А.Волков

Редактор Н.Вушаева Техред И. Ролинка .Корректор И.Демчик

Заказ 4058/65 Тираж,907 Подписное ВНИИПИ Государственного -комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

ЮЮ ° ЮЮЮЮЮЮ

Филиап ППП Патент, г, УжгороД, ул. Проектная, 4 линейную равновесную усадку образцов, а по ней — коэффициент равномерного. термического расширения вулканизуют.из той же резиновой сме. си образцы при давлениях 40-100 МПа, определяют упругие аниэотропные характеристики по разности линейных равновесных усадон образцов, свулканизованных при этих давлениях, после чего находят эффективные коэффициенты линейного равновесного термического расширения изделия э аданной конфигурации по его суммарной ани.эотропной усадке. .Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Тагер A. A. Физико-химия полимеров. И., Химия, 1968, с. 123, 136.

2. Волков З.С., Лукомская A.H. Закономерности усадки резиновых иэделий. после вулканизации .их в прессформах;каучук и резина, 1972, Р 3, : с. 24 (прототйп) .