Способ определения времени отверждения полимерных материалов и устройство для его осуществления Советский патент 1986 года по МПК G01N11/00 

Изобретение относится к измери- тельной технике и может быть исполь зовано при определении времени и степени отверждения различных поли™ мерных материалов, в частности по крытий на полимерных пленочных ма-- териалах и искусственных кожах.

Целью изобретения является повы-° шение точности измерений и расшире- ние функциональных возможностей. Способ осуществляют следующим образом.

Измерение липкости (вязкого тре- ния) как меры степени отверждения полимерного материала производят в условиях постоянного контактирования и отрыва стандартного мате- риала индентора от поверхностных, слоев исследуемого, материгша, который находится в условиях, соответ- ствующих режимам отверждения. При этом подвод энергии осуществляется с той же стороны, с которой проис ходит измерение. Траектория движени например спираль Архимеда, на по верхности образца обеспечивает постоянное обновление поверхности материала, который находится в кон- такте с поверхностью индентора, при этом скорость их взаиьшого пере меще ни я остается постоянной в пре- делах одного измерения, что обеспечивает необходимую точность и сопоставимость результатов исследова- ния степени отверждения полимерного м-1териала.

На фиг,1 схематично показано устройство, реализующее предлагаемый способ; на фиг.2 - икдентор.

Устройство для осущесТЕЯения способа содержит двигатель 1, муфту 2, лобовой фрикционный вариатор, сое- тояи;ий из ролика 3 на валу 4 и диск 5 на валу 6, передачу 7 с гибкой связью, полимернаационную плитку в виде диска 8 на валу 9 с предметным столиком 10, прижимы 1 и 2j коническую передачу 3, передачу 14 с гибкой связью, механизм зинт- гайка, состоящий из вала 15 с ходовым винтом 16 и разъемной гайки 17, жестко связанной с гильзой 18,, ка-- реткой 19 индентора 20 и индикаторо 21, при этом гильза 18 устано)элена с возможностью скольжения по шариковым направляющим 22. С гильзой 18 через вилку 23 связан ролик 3 лобового фрикционного вариатора.

133782

Запись сигнала с датчика 2 -i инден™ тора 20 производится самописцем 25. Устройство содержит источник энер™ гии 26, Индентор 20 (фиг.2) вы- 5 полней в виде ролика 27 на оси 28 с закрепленными на ней щетками 29 и 30.

Пример осуш,ествления способа.

0

5

Исследуемь й материал (образец) помещают на предметный столик. 10 и закрепляют прижимами П и 12, Индентор опускают на поверхность образца и прижимают к ней onpene ленной нагрузкойг что контролируют индикатором 21„ В этот момент начинают подавать энергию от источника 26 излучения и включают днига- тель 1 механизма вращения образца. Двигатель 1 через г/фту 2 передает вращение вала 4 через ролик 3 на диск 5, при этом линейная скорость точка контакта ролика 3 и ,циска 5 Остается постоянной и равной, например, 20 мм/с. Диск 5 жестко на валу 6 и через 4 ступен- чатую передачу 7 вращает вал 9 с полимеризационной плиткой в виде диска Во Испытуемый материал, на- пример,, круговой образецс7 200 мм, устанавливают на предметном столике 10. Диаметры диска 5 и диска 8 равны собой,, ,Цля того,, чтобы мндентор 20 постоянно коцтарстиро-- вап с постоянно обновляющейся поверхностью образца в процессе отверждения полимера, его необходимо перемеи ать радиально к центру образца на шаг (ширины инден- тора) за один оборот диска 8. Это осуществляют следующим образом. С вала 6 через коническую передачу 13 (1:1) вращение передают с по мощью 6-ступенчатой передачи 4 с гибкой связью на вал 15, который имеет ходовой винт (б, вводимый в зацепление с разъемной гайкой 175 посредством которой включают и от1сг ючают радиальное ин- дентора20при необходимости прерыва- ния и возобновления испытания. Гайка 17 движется поступательно и пере- мещает гильзу 18 с кареткой 19 индентора 20 по шариковы м направляющим 22 в направлении от пери- ферии к центру по радиусу рабочего 8 на величину шага S при одном обороте диска 5, При зтом ролик 3 посредством вилки 23 связан с гиль-

0

5

0

0

5

3

ЗОЙ 18 и, следовательно, повторяет траекторию индентора по диску 8, двигаясь по спирали Архимеда с постоянным шагом (например, 5 и 10 мм) при каждой из 4-к скоростей движения рабочего диска с образцом (при этом необходима 6-ступенча™ тая передача 14).

Таким образом, обеспечивается постоянная линейная скорость перемещения индентора по спирали Архимеда относительно поверхности образца, Индентор 20 выполнен в виде ролика 27, свободно вращающегося на оси 28, на которой неподвижно закреплены очищающие его две сменные ворсистые щетки 29 и 30, расположенные в горизонтальной (параллельной поверхности образца) плоскости (фиг.2), причем одну из щеток 29 смачивают в растворителе для исследуемой композиции. Индентор 20 в течение процесса отверждения и вращения образца контактирует путем качения по постоянно обновляемой поверхности образца и снимает показания изменения липкости с поверхности материала с постоянно увеличивающейся степенью отверждения, которую фиксируют на диаграммной ленте самопишущего прибора 25, сигнал из которой поступает, например, с тензометрического датчика 24 усилия прилипания индентора (ролика 2) к поверхности отвержда- емого полимерного материала.

Формула изобретени

I. Способ определения времени отверждения полимерных материалов с использованием чувствительного элемента, совершающего сложное движение по поверхности испытуемого материала при непрерывном подводе энергии для отверждения полимерного материала, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности измерений и расширения функцио- нальных возможностей способа, измеряют липкость полимерного материала чувствительным элементом с постоянно обновляемой поверхностью, двигающимся по спирали Архимеда по

3378

поверхности испытуемого образца с постоянной линейной скоростью.

2. Устройство для определения времени отверждения полимерных ма-

5 териалов, содержащее источник энергии для отверждения испытуемого материала, полимеризационную плитку в виде диска для нанесения на его поверхность образца исследуемого

10 полимерного материала, чувствительный элемент в виде индентора, механизм перемещения индентора и электронный потенциометр, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что, с целью по-

15 вышения точности измерений, механизм перемещения индентора выполнен в виде лобового фрикционного варка- тора, вал диска которого при помощи гибкой связи соединен с механизмом

20 винт-гайка, при этом гайка жестко соединена с кареткой индентора и роликом вариатора,который закреплен жестко относительно диаметральной плоскости вала и подвижно относитель-25 но оси вала,причем ось вала механизма винт-гайка параллельна оси вала ролика вариатора, а последняя расположена в плоскости осей диска вариатора и диска полимеризадионной

30 плитки, установленной на валу, сое- сщненном гибкой связью с валом диска вариатора.

3. Устройство по п.2, отличающее ся тем, что, источ- ник энергии для отверждения испытуемого материала расположен над поверхностью полимеризационной плит- ки, выполненной в виде диска, снаб-. женного приводом его вращения..

4. Устройство поп,2, отли- чающееся тем, что в качестве индентора использован ролик с цилиндрической поверхностью заданной

шероховатости, установленный с возможностью качения по поверхности отверждаемого материала и с возможностью скольжения относительно двух расположенных напротив одна другой

щеток, закрепленных на валу ролика в его диаметральной плоскости, параллельной поверхности исследуемого материала.

Фиг.

Изобретение может быть использовано при определении времени и степени отверждения различных полимерных материалов. Для повышения точности измерений время отверждения полимерных материалов определяют путем измерения его липкости чувствительным элементом с обновляемой поверхностью, движущимся с постоянной скоростью по поверхности образца. Устройство для реализации способа содержит обогреваемый диск, на который наносят материал, индентор с приводом и электронный потенциометр. Причем привод индентора выполнен в виде лобового фрикционного вариатора, вал диска которого соединен с механизмом винт-гайка, гайка соединена с кареткой индентора и роликом вариатора, который жестко закреплен относительно диаметральной плоскости вала и подвижно относительно его оси, при этом ось вала механизма винт-гайка параплельна оси вала ролика вариатора, а последняя расположена в плоскости осей диска вариатора и диска. 1 с,п, и 2 з.п. ф-лы. 2 ил. i (Я с IxD СО со 00

70

+ Ч4- +

2f

Z8

27

Е: