ПРИБОР ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ Советский патент 1969 года по МПК G01N11/00 

1 ,.

Изобретение относится к области .приборов для исследования реологических Свойств полимерных материалов.

Известен капиллярный вискозиметр для определения реологических параметров резиновых смесей, состоящий из корпуса, рычажлой системы с грузами, сменных капилляров, плунжера и цилиндра.

Капиллярный -вискозиметр работает следующим образом.

Резиновая смесь из цилиндра через сменные капилляры .выдавливается плунжером под .действием грузов. Напряжение сдвига на стенках капилляра, которое необходимо для расчета реологических констант, определяется по формуле;

PR

1

2L

где т -«а.иряжение сдвига на стенках капилляра;

Р - давление, развиваемое плунжером;

R - радиус капилляра;

L -длина капилляра.

В свюю очередь давление, развиваемое ллу.нжером, определяется делением усилия, действующего на плунжер, на площадь плунжера. Но капиллярные вискозиметры не учитывают потери на трение плунжера о стенки цилиндра, которые составляют до 25% от усилия,

прикладываемого .к плунжеру, а также не учитывают нарастание давления но мере приближения плу.нжера к капилляру за счет уменьщения гидростатических потерь по длине столба резиновой смеси под плунжером. Kpo:.ie того, при помощи известного прибора невозможна количественная оценка потери давления на входе в канал и детальное изучение течения полимерных материалов по каналу.

Одним из существенных недостатко.в капиллярной вискозиметрии в применении к исследованию течения сырых резиновых смесей является существование проскальзывания, сопровождающее вязкое течение смеси в канале.

Цель изобретения состоит в разработке такого устройства для исследования реологических свойств полимерных материалов, .при помощи которого М|Ожно исследовать явление входного эффекта, падения давления но длине

канала, давление на выходе и другие явления, связанные с изменением диаметра канала, материала канала и чистоты его обработки, а также влияние температуры разогрева полимера и стенок канала на явления, наблюдаемые при истечении.

Предлагают в приборе для исследования реологических свойств вязких .веществ, например полимерных материалов, лри истечении их через кольцевой канал, содержащий терморасположен Д10р.н, связанный с дорнодержателем через датчик, фиксирующий сдвигающее усилие на поверхиости дорна, дорнодержатель выполнять передвижным вдоль оси канала и оборудовать фиксатором и указателем глубины его .погружения в канал. Таким образом при постепенном введении дорна ;в канал и фиксации усилий сдвига на длине его захода в ка.нал оиределяется изменение напряжения сдвига вдоль оси канала по формуле

5 F

где т - напряжение сдвига;

S - усилие сдвига, фиксируемое прибором;

F - площадь поверхности дорна, введенНОГО в канал.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

Устройство состоит из термостатируемого корпуса }, имеющего входное отверстие, в которое осуществляется подача полимера; кольца 2 для выравнивания скоростей нолимера по периметру; втулки 3 для прижатия кольца 2; направляющей 4 дорнодержателя; дорнодержателя 5; термостатируемого дорна 6, прижатого к дорнодержателю 5 через кольцевой датчик 7 при иомощи стяжки 8 и перемещающегося вместе с дорнодержателем 5 №рн помощи винта 9 вдоль оси канала, образованного сменными втулками 10 и 11, которые при помощи термостатируемой рубашки 12 поджаты к корпусу / измерительного устройства 13, фиксирующего длину захода дорна 6 в канал; датчика давлений 14, установленного перед входом в канал; подпорной шайбы 15 и термопары 16 для замера температуры полимера.

Устройство для исследования реологических свойств полимерных материалов работает следующим образом..

Полимерная масса из литейного устройства через входное отверстие подается в термостатируемый корпус 1. Обтекая направляющую 4

дорнодержателя при помощи кольца 2, поток выравнивает скорость истечения по периметру.

При дальнейшем продвижении полимерная масса проходит через кольцевой .канал, образованный сменными втулками 10 и 11, и дорнодержателем 5 с поджатым к «ему дорном 6.

При исследовании проскальзования, наблюдающегося например при течении сырых резиновых смесей, на выходе полимера из канала устанавливают подпорную шайбу 15 и, вводя дорн в канал, замеряют изменение напряжения сдвига вдоль оси каиала.

По напряжению сдвига определяют изменение давления вдоль оси канала.

При равенстве показаний давления, определенного по датчику давления и по напряжению сдвига в месте установки датчика, проскальзывание полимера при истечении через канал устраняется подпорной шайбой.

Затем снимают подпорную шайбу и замеряют напряжение сдвига вдоль канала.

По графикам изменения, замеренным с иодиориой шайбой и без нее, определяют характер проскальзывания.

Псследование входного эффекта, падения давления вдоль оси канала, давления иа выходе и т. д. при условии проскальзывания и без него производят по полученным даниы.ч.

Предмет изобретения

Прибор для исследования реологических свойств вязких веществ, наример полимерных материалов, при истечении их через кольцевой канал, содержащий термостатированный корпус с каналом, в котором расположен дорн, связанный с дорнодержателем через датчик, фиксирующий сдвигающее усилие на поверхности дорна, отличающийся тем, что, с целью определения изменения напряжения сдвига вдоль оси канала, дорнодержатель выполнен передвижным вдоль оси канала и оборудован фиксатором и указателем глубины его погружения в канал.