Устройство для измерения параметров твердофазной полимеризации при механических воздействиях на вещество Советский патент 1988 года по МПК C08F2/00 G01N3/24 

19

(Л

00 00 00 ел

Соосно с неподвижной опорой 1 для исследуемого вещества 2 установлен пуансон 3 с приводом 4 его осевого перемещения и приводом 5 роворота. С приводом 4 соединен регулятор 6 усилия, а с приводом 5 - блок 7 управления . Устройство включает блок 8 термостатирования, блок 9 регистрации сдатчиками осевого усилия, услия поворота, углового перемещения.

теплового потока и скорости поворота. После достижения неподвижной опорой 1 и пуансоном 3 заданной температу- i 1ры, задаваемой блоком 8 термостатирования, включают приводы 4 и 5, в результате чего под действием высоких давлений и сдвига происходит процесс твердофазной полимеризации вещества 2 с одновременным поддержанием изотермичности процесса. I ил.

Изобретение относится к изучению физико-химическ1гх превращений веществ под действием механических сил, а именно к устройствам для измерения параметров твердофазной полимеризации. Цель изобретения - повышение точности за счет поддержания изотермических условий процесса,

1

Изобретение относится к области изучения физико-химических превращений веществ под действием механических сил, в частности к проведе-. нию процессов полимеризации и изучению фазовых переходов при механических воздействиях на вещество, а именно к устройствам для измерения параметров твердофазной полимеризации в условиях деформации сдвига и высоких давлений.

Целью изобретения является повышение точности за счет поддержания изотермических условий протекания йроцесса.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство содержит неподвижную опору 1 для исследуемого вещества 2 установленный соосно опоре пуансон 3 с приводом 4 его осевого перемещения и приводом 5 поворота, соединенный с приводом 4 осевого перемещения регулятор 6 усилия, блок 7 управления, связанный с приводом 5 поворота, блок 8 термостатирования и блок 9. регистрации с датчиком 10 осевого усилия, датчиком 1 усилия поворота и датчиком 12 углового перемещения пуансона 3. Устройство включает также датчик 1 3 теплового потока,датчик 14 скорости поворота пуансона 3, задатчик 15 теплового потока, блок 16 умножения, входы которого соединены с датчиком 14 скорости поворота и датчиком 11 усилия поворота, а выход - с блоком 9 регистрации, делитель 17, два связанных с датчиком 13 теплового потока измерительных усилителя 18 и 19, дифференциальный усилитель 20, соответствующие входы которого соединены

с выходом измерительного усилителя 18 и с задатчиком 15 теплового потока, а выход подключен к входу регулятора 6 усилия. Делитель 17 связан с выходом блока 16 умножения и с суммирутощим входом измерительного усилителя 19, выход которого связан с блоком 9 регистрации, а,датчик 14 скорости поворота соединен с входом блока 7 управления. Датчик 13 теплового потока вьшолнен в виде термоэлектрических измерительных батарей. В состав блока 7 управления приводом 5 поворота пуансона 3 входит задатчик скорости поворота (не показан).

Устройство работает следующим образом.

Исследуембе вещество 2 помещают между неподвижной опорой 1 и пуансоном 3 и включают блок 8 термостатирования. При достижении неподвижной опорой и пуансоном 3 заданной температуры проведения процесса вклю- чают привод 5 поворота, производящий поворот пуансона 3 с определенной скоростью и привод 4 осевого перемещения пуансона 3, в результате чего происходит сжатие вещества 2 с начальньв 1 усилием, устанавливаемым с помощью регулятора 6. При работе

привод 5 с помощью задатчика скорости поворота в блоке 7 управления производит поворот пуансона,3 с пог стоянной скоростью. Параметры угла и скорости поворота контролирук тся дифференциальным датчиком 12 угло

Boro перемещения пуансона 3, опреде- деляющим относительный поворот прилегающих к веществу 2 торцов неподвижной опоры 1 и пуансона 3, и датчиком 14 скорости поворота. Сигнал, пропорциональный механической мощ-. нести, вводимой в вещес тво 2, определяют посредством блока 16 умножения по сигналам датчика 14 скорости поворота и датчика 11 усилия поворота. Датчик 13 теплового потока подает на входы измерительных усилителей 18 и 19 сигнал, пропорциональный общей тепловой мощности, вьделяющейся в веществе 2 в результате химического превращения и механической мощности, расходуемой на его сдвиговую деформацию.

Общую тепловую мощность поддержи- веют постоянной для того, чтобы обеспечить изотермические условия протекания процесса. Это осуществляют следующим образом. Сигналы с измерительного усилителя 1 8 и с задатчика 15 теплового потока поступают на разные входы дифференциального усилителя 20 сигнал с вькода которого подается на вход регулятора 6 усипия. При этом, если напряжение на выходе измерительного усилителя 18 меньше, чем сигнал с задатчика 15, регулятор 6 по сигналу с дифференциального усилителя 20 с помощью привода 4 будет увличивать осевую нагрузку на вещество 2, мощность привода 5, механически вводимая в вещество 2, возрастает. Сигнал с дифференциального усипителя 20 постепенно уменьшается до нуля, прекращая воздействие регулятора 6 на привод 4.

Таким образом поддерживают допускаемый тепловой поток в веществе 2 но время процесса постоянным и рав- .ным заданному, обеспечивая изотермич- ность процесса, а также постоянство модуля упругости в процессе полимеризации и полное превращение мономера в полимер.

Для вьщеления теплового эффекта процесса твердофазной полимеризации на фоне общей тепловой мощности выходной сигнал с блока 16 умножения подают через делитель 17 на суммирующий вход измерительного усилителя 19, на выходе которого получают напряжение, соответствующее тепловому эффекту химического превращения. Это

напряжение подают на вход блока 9 регистрации, на другие входы которого подают также сигналы с датчика 10 осевого усилия и с датчика 12 углового перемещения.

Настройку делителя 17 устройства осуществляют по веществу, не дающему теплового )ек па реакции, например, полимеру. При этом настройкой коэффициента передачи делителя устанавливают сигнал с измерительного усилителя 19 равным нулю.

Калибровку датчика 3, зал,атчика 15 тё плового потока и измерительных усилителей 18 и 19 проводят с помощью нагревательного элемента с известной мощностью, помещенного между неподвижной опорой 1 н пуансоном 3. ,

З стройство позволяет достигать практически полной поли1чер;:г-5а:даи вещества с одновремеипья : поддерканием изотермичностк процесса и повысить точность измерений за счет исключения различногс рода погрешностей при многостадийном определении концентраций превращенного вещества с Конструктивные особе;;ности устройства обеспечивают контроль за протеканием процесса, что псзволяет избежать нежелательимх пежг-п юв, приводящих к неизотермическому протеканию процесса. Устройство позволяет не только определить энергг тцче- ские соотнршения твердофазной полимеризации в условиях совместного

действия давления и сдвига на вещество, энергию инициирования твердофазной полимеризации, но может быть использ овано как для направленной полимеризации мономероБг так

и для отработки технологических режимов труднопротекаемых процессов при получении новых веществ. Конструктивные особенности устройства позволяют проводить исследования и измерения, не присущие данному классу устройств: определение теплового эффекта химического превращения и вводимой механической мощности твердофазной полимеризации.

55 формула изобретения

Устройство для измерения нарамет ров твердофазной пол1Ф1еризации при . механических воздействиях ка вещес-т5.1

во, содержащее неподвижную опору для исследуемого вещества, устаров- ленный соосно с опорой пуансон с приводами его осевого перемещения и поворота, соединенный с пТриводом осевого перемещения регулятор усилия, блок управления, связанньй с приводом поворота, блок термостати- рования и блок регистрации с датчиками осевого усилия, усилия поворота и углового перемещения пуансона, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности, оно снабжено датчиками теплового пото- ка и скорости поворота пуансона, за- датчиком теплового потока, блоком умножения, входы которого соедине388356

ны с датчиками скорости и усилия по ворота, а вькод - с блоком регистрации, делителем, двумя связанны- g ми с датчиком теплового потока измерительными усилителя, дифференциальным усилителем, соответствующие входы которого соединены с выходом одного из измерительных усилителей 10 и с задатчиком теплового потока, а выход подключен к входу регулятора усилия, делитель связан с выходом блока умножения и с суммирующим вхо дом другого измерительного усилите- 15 ля, вькод которого связан с блоком регистрации,а датчик скорости поворота соединен с входом блока управления .