Устройство для измерения усадки полимерных материалов Советский патент 1984 года по МПК G01N25/16 

СП

М

;о ел Изобретение относится к измерите ной технике, а именно к измерению физико-механических характеристик полимерных материалов и может быть использовано в радиоэлектронной и злектротехнической промьшшенностях. Известно устройство для измерени изменения объема полимерного матери ла при помощи дилатометрического ме тода lj . Недостатком данного устройства является низкая точность измерений из-за влияния на показания прибора нагрузки на образец. Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения усадки полимерных материалов, содер жащее термокамеру, датчик линейных перемещений, образец, соединенный с регистратором линейных перемещений. Нижняя часть датчика линейных перем щений погружается в исследуемую ком позицию полимерного материала, кото рая залита в реакционную емкость, по мещенную в термокамеру. При отвержде НИИ происходит захват датчика линейных перемещений композицией полимерного материала за счет ее усадки, при этом датчик перемещается вниз по направлению усадки. Смещение датчика с помощью подвижного коромысла передается на регистратор линейных перемещений 2j . Недостатком известного устройства является то, что высота образца определяется с недостаточной точностью вследствие неопределенности положения датчика, что обусловлено конструкцией устройства. Кроме того при усадке композиции полимерного ма териала более двух процентов датчик линейных перемещений и регистратор линейных перемещений получают не только вертикальные перемещения, но и значительные горизонтальные переме щения, что приводит к снижению точно ти определения усадки исследуемой композиции полимерного материала в указанном диапазоне. Цель изобретения - повышение точ ности и расширения диапазона измере ния усадки композиции полимерного материала в.гелеобразном и твердом состояниях. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения усадки полимерного материала, содержащее термокамеру, датчик .чинейных перемещений и образец, соединенный с регистратором линейньк перемещений, дополнительно введена неподвижная втулка, помещенная в термокамеру, расположенная коаксиапьно с датчиком линейных перемещений, имеющим возможность перемещения относительно нее, и вьшолненном в виде цилиндра с полостью, формирующей образец, причем датчик линейных перемещений связан соосно с регистратором линейных перемещений посредством промежуточного звена, выполненного из материала с низким коэффициентом линейного теплового расширения, например, трубки из кварцевого стекла, а датчик линейных перемещений и неподвижная втулка выполнены из материала с низким коэффициентом трения, например, фторо- Ш1аста-4. , На фиг.1 изображено устройство для измерения усадки полимерных материалов; на фиг.2 - образец отвержденного материала; на фиг. 3 - схема уравновещивания. Устройство для измерения усадки полимерных материалов состоит из неподвижной втулки 1, датчика 2 линейных перемещений, исследуемого образца 3 композиции полимерного материала, термокамеры 4, регистратора 5 линейньк перемещений, промежуточного звена 6 и уравновешивающей пружины 7. На фиг.З представлена схема уравновещивания, где изображены неподвижная втулка 8, датчик 9 линейных перемещений, пластина 10, гайка 11, винт 12,пластина 13, уравновешивающая пружина 14. Устройство работает следующим образом. Приготовленную композицию полимерного материала заливают в полость, образованную датчиком 2 линейных перемещений и неподвижной втулкой 1. При этом формируется образец, из которого расположен в нижней части полости датчика линейных перемещений (подвижный захват), а верх - в верхней части полости неподвижной втулки (неподвижный захват). Б начальный омент вес датчика линейных перемещений уравновешивается с образцом 3, вес промежуточного звена 6 и усилие измерительного наконечника регистратора 5 линейных перемещений уравновеиваются с помощью уравновешивающей пружины 7 за счет ее сжатия между датчиком линейных перемещений и плас тиной 13 (фиг.З) при помощи винтовых соединений. Измерение производится при постоянной температуре, создаваемой термокамерой 4. По мере отверждения композиции полимерного материала, после перехода в гелеобразное состояние (состояние полной поте ри текучести), вследствие усадки про исходит уменьшение длины образца, что вызывает перемещение подвижного захвата, а значит,и датчика линейных перемещений, вверх. Смещение дат чика линейных перемещений, происходящее только в вертикальной плоскоети, передается посредством промежуточного звена 6 регистратору линейны перемещений, расположенному вне термокамеры. Чтобы влияние сил трения в кинематической паре подвижная втулка датчик линейных перемещений на результат измерения усадки было несущественно, они вьтолнены из материала с низким коэффициентом трения, например фторопласта-А. Кроме того, так как промежуточное звено находитс в разных температурных зонах (нижняя часть находится в термокамере, а верхняя- часть - вне термокамеры), чт бы влияние изменения линейных размеров его на результат измерения усадки было несущественным, оно вьтолнен из материала с низким коэффициентом линейного теплового расширения, например трубки из кварцевого стекла. По результатам измерений строится график изменения положения датчика линейных перемещений. Для предлагаемого устройства результаты измерения линейных перемещений датчика линейных перемещений получаются точнее (кривая, выполненная сплошной линией чем у устройства прототипа, так как указанные перемещения происходят у предлагаемого устройства только в вертикальной плоскости. Зная, что усадки 5 100%, где ь6 - текущее перемещение датчика линейных перемещений; - длина отвержденного образца между головкамиi определяется текущая линейная усадка исследуемой композиции полимерного материала. Предлагаемое устройство позволяет расширить диапазон измерения усадки композиции полимерного материала, а также повысить точность определения усадки по сравнению с известным устройством. Преимущества достигаются тем, что у предлагаемого устройства базовая длина -образца определяется с точностью ±0,01 мм, так как ее замеры можно производить микрометрическими измерительными инструментами на отвержденном образце, который легко извлекается из датчика линейных перемещений в то время как у базового объекта базовая длина образца определяется с недостаточной точностью вследствие неопределенности положения датчика линейных перемещений при его погружении в исследуемую композицию полимерно.го материала, за аитуто в реакционную емкость, что обусловлено конструкцией устройства базового объекта, при этом извлечение отвержденного образца из реакционной емкости без его разрушения невозможно. Кроме того, расширение диапазона измерения усадки от О до 20% у предлагаемого устройства вызвано тем, что датчик линейных перемещений имеет только вертикальные перемещения усадки. Определение усадок композиций полимерных материалов играет важную роль при выборе рецептуры, режимов отверженияi композиций полимерных материалов, в повьш1ении качества изделий герметизируемых полимерньми материалами.

фиг.{

cpu8.2

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСАДКИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее термокамеру, датчик линейных перемещений и образец, соединенный с регистратором линейных перемещений, отличающееся тем, что, с целью повьщ1ения точности и расширения диапазона измерений усадки, в него дополнительно введена неподвижная втулка, помещенная в термокамеру и расположенная коаксиально с датчиком линейных перемещений,имеющим возможность перемещения относительно нее и вьшолненным в виде цилиндра с полостью, формирующей образец, причем датчик линейных йеремещений связан соосяо с регистратором линейных перемещений посредством промежуточного звена, вьтолненного из материала с низким коэффициентом линей(Л ного теплового расширения, преимущественно трубки из кварцевого стекс ла, а датчик линейных перемещений и неподвижная втулка выполнены из материала с низким коэффициентомтрения, преимущественно фторопласта-4.