Способ определения морозостойкости гидрофильных материалов Советский патент 1989 года по МПК G01N25/56 

1

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам определения морозостойкости материалов и является усовершенствованием изобретения по авт. св0 № 1190246,

Цель изобретения - повышение достоверности определения морозостойкости образца при увлажнении.

Поставленная цель достигается дифференцированным определением устойчивости материала к циклическому воздействию воды и промораживанию образцов в водонасыщенном состоянии. Устойчивость материала определяется соотношением величин водопоглощения образцов после внешнего воздействия к водопоглощению образцов в исходном состоянии, т„е

°Y

w

о Ь.

Ч2

W.

w- f

JL2.

W, - „,

где W, - водопоглощение исходных образцов, %:

W - водопоглощение образцов после циклического воздействия воды, %;

W4 - водопоглощение образцов после промораживания в водонасыщенном состоянии, %; ДР, Р - изменение веса и вес образу ца.

Меньшее значение (Q, или Q4) соответствует большей устойчивости материала к воздействию внешней среды, Морозостойкость материала определяется разностью величин Q QZ-04,

4

О

О СЛ J

INJ

Способ реализуется следующим образом k

Циклическое воздействие воды осуществляется по схеме увлажнение - сушка путем непрерывной выдержки образцов в дистиллированной воде при комнатных условиях, определения водо- поглощения исходных образцов W, , по

следующей сушки в термошкафу до постоянного веса, повторной выдержки в воде образцов после циклического воздействия воды W. Воздействие промораживания осуществляется по схеме увлажнение-промораживание путем не- прерывной выдержки образцов в дистиллированной воде при комнатных условиях, промораживания водонасыщенных образцов в камере холода при заданных температуре и времени, размораживании и сушки образцов в термошкафу до постоянного веса, повторной выдержки образцов в воде и определении водо- поглощения образцов W.

Изменение водопоглощения образцов после воздействия внешней среды по схеме увлажнение-сушка обусловлено необратимыми химическими и обратимыми физическими изменениями в материале, а также необратимыми механическими изменениями за счет неоднородности концентрационных полей сорбированной влаги по толщине и создания значительного капиллярного давления в вершине образовавшейся трещины или дефекта, Водопоглощение образцов, испытанных по схеме увлажнение-промораживание, обусловлено изменениями поврежденное™ материала за счет суммирующего воздействия указанных факторов и дополнительного механического разрушения при кристаллизации сорбированной воды в порах и трещинах ввиду резкого увеличения объема.

В качестве примера приведены результаты определения устойчивости к внешним воздействиям намоточных стеклопластика (СП) и органопластика (ОП) на основе эпоксидного связующего ЭДТ-10.

Исходные образцы взвешиваются на аналитических весах с точностью до 0,0001 г, сушатся в термошкафу при (60±2)SC до постоянного веса, охлаждаются в эксикаторе при 230С„ Далее образцы погружаются в дистиллированную воду при 23 С с расчетом на 1 см1 поверхности образца не менее 8 см водыо После выдержки в воде ус

0

0

5

тановленное время- образцы вынимаются, протираются чистой сухой тканью и не более чем через 1 мин взвешиваются. Водопоглощение композитов определяется по процентному соотношению приращения Р веса образца к исходному весу Р:

W, -100%.

Водопоглощение образцов Уг и W4

определяется по аналогичной схеме, только в качестве образцов используется предварительно промороженные при -60 С в водонасыщенном состоянии (W2) и подвергнутые циклическому воздействию воды по схеме увлажнение сушка (Wa ).

Результаты, полученные при использовании предлагаемого способа в течение 4-х суток, приведены в таблице.

25

15

40

30

40

Предлагаемый параметр оценки морозостойкости материалов Q позволяет качественно, в относительных величинах, определить вклад каждого из указанных факторов в суммарной повреждение сти материала.

Из таблицы видно, что после насыщения стеклопластика водой, сушки и повторной выдержки в воде (1 цикл увлажнение - сушка) в композите не происходит никаких изменений в по- врежденности, водопоглощающая способность СП сохраняется . При промо- раживании водонасыщенных образцов СП (1 цикл) наблюдается увеличение поврежденности, в результате чего во- допоглощение СП возрастает, величина

,3a Вклад в поврежденность материала от морозного разрушения составляет 30% о

При повторном цикле обнаружено влияние двух факторов на увеличение поврежденности. Причем циклическое воздействие воды способствует росту поврежденности СП в-большей степени, чем кристаллизация сорбированной во- ДЫ ( ,6). В увеличении суммарной поврежденности СП после

514

2-х циклов, которой соответствует ,6, вклад от морозного разрушения равен 10%, а от циклического воздействия воды 50%.

Из результатов испытаний органопластика следует, что один цикл указанных воздействий не оказывает влияния на поврежденность ОП, поэтому величина Q не изменяется .

Повторное воздействие по схеме увлажнение-промораживание приводит к росту поврежденное™ ОП полностью за счет циклического воздействия воды, т.во 0. морозного разрушения ОП не обнаружено.

Согласно прототипу, оценивающему морозостойкость по суммарной величине

Q (в данном случае это соответствует значению Qa) морозостойкость СП и ОП по двум циклам мало отличается друг от друга - 1,6 и 1,5. Дифференцированное определение устойчивости композитов к исследуемым факторам позволяет выявить разные причины, вызвавшие рост поврежденности СП и ОП. С точки зрения эксплуатации композитов на Севере менее устойчивым и надежным, менее морозостойким явля-

5

0

0

5

6576

ется стеклопластик. Рост поврежденности ОП обусловлен воздействием воды, следовательно, ОП является более морозостойким и перспективным для Севера материалом.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить достоверность определения морозостойкости материалов за счет выявления фазы морозного разрушения, что по сути является оп- ределякЪцим для указанной характеристики.

Формула изобретения

Способ определения морозостойкости гидрофильных материалов по авт. св0 № 1190246, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности определения морозостойкости за счет учета изменения гидрофильдости образца при увлажнении, дополнительно другой аналогичный образец увлажняют, определяют его влагопоглощение, высушивают, увлажняют повторно, повторно определяют его водопоглощение, а об искомой характеристике судят, сравнивая отношение водопоглощений образцов.

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам определения морозостойкости гидрофильных материалов. Целью изобретения является повышение достоверности определения морозостойкости за счет учета изменения гидрофильности образца при увлажнении. Способ заключается в том, что дополнительно к способу определения морозостойкости гидрофильных материалов по а.с. СССР N 1190246, путем сравнения водопоглощения исходного образца до и после промораживания в водонасыщенном состоянии, другой аналогичный образец увлажняют, определяют его водопоглощение, высушивают, повторно увлажняют и определяют водопоглощение. О морозостойкости при этом судят, сравнивая отношение водопоглощений образцов, подвергавшихся промораживанию в водонасыщенном состоянии и циклическому воздействию воды.