Устройство для определения смачиваемости волокнистых материалов Советский патент 1978 года по МПК G01N13/02 

Изобретение огносится к области физикохимического т|алиэа и в частности к устройствам для определения сма 1иваемости волокнисты материалов, основанных на притшпе измерения объема пропитывающей жидкости, и может быть использовано в химической и текстильной промышленности, а также в различных областях техники при получе1ши армированных волокнами полимерных материалов.

Смачиваемость наполш1телей рабочими жидкостями харак1€ризует полноту контакта жидкой и твердой фаз и играет существенную роль во многих технологических процессах - замасливании, крашении, химическом активировании и аппретировании волокон, пропитьшанин волокнистых материалов связуюпо1ми при создании композиционных материалов и т.п.

Известный метод оценки смачиваемости волокнистых материалов основан на измерении скорости пропитьтания материала жидкостью или скорости вытеснения воздуха при пропитке жидкостью 1. При этом смачиваемость оценивается по времени или скорости погружения стандартного образца в жидкость или по скорости движения фронта пропитьтающей жидкости

Используемые для зтой цели устройства состоят из сосуда с рабочей жидкостью, стандартных образцов волокнистого наполнителя и приспособлений для оценки скорости вытеснения воздуха (например, ареометра) или скорости движения фроита жидкости (например, микроскопа, катетометра и других оптических п|жборов). Получаемые результаты оцеики смачивающей способности являются полуколичественными,

как правило, плохо воспроизводимы и не дают информации об условиях смачива1№я внутренних слоев волокон и тканей.

Наиболее близким техническим решеиием К предлагаемому изобретеиию является устройство для определения смачиваемости стеклянных нитей и тканей, основанное на определенин скорости движения фронта пропитьшающей жидкости в образце. Устройство содержит держатель образца, резервуар с жидкостью и приспособление для измерения высоты поднятия границы раздела жидкости в волокнистом материале 2.

Устройство является простым и удобным в зксплуатации, но с его помощью нельзя иепосредстве1шо измерять кстичество жидкости лропитьтающей образец, что особенно важно при изучении емкости и структуры волокнистых наполнителей. Кроме того, вследствие боль шой иеохиородности пор и капилляров в обраще волокнистого материала наблюдаемый фронт движения жидкости характеризует скорость пропитьюания только некоторой части внешних капилляров образца и не дает информации о скорости пропитьгаания в его пубине. Другим существенным недостатком устройства является ограниченное число материалов, в которых может быть заметна граница смачиваеМых участков. Целью изобретения является расширение области применения устройства и его функционалшых возможностей. Для этого предлагаемое устройство содер;жит измерительный кагашляр и емкость с раз: делительной средой, причем нижний конец иэмерттельиого капилляра жестко скреплен с резервуаром с пропитьшаюа ей жидкостью и имее канал, сообшаюцщйся с емкостью с разделителыюй средой. На фиг. 1 и 2 представлены два варианта предпапюмого устройства. Устройство содержит держатель 1 обртзца, резервуар 2 с прО1Штьшаюшей жидкостью и измертпельный капилляр 3. В варианте, показанном на фиг. 1, капилляр 3 свободно погружается в резервулр 2. и закрепляется в нем на шлифе в вертикальном положении. Расширенный входной конец капилляра имеет отверстия, через которые жидкость может свободно перетекать в капилляр из резервуара. В варианте, показанном на фиг. 2, изме1жтельный капилляр жестко припаян к резе{явуару. Для измерения объема жидкости, про питываюш{;й образец, ее отделяют от жидкости 4, не смешивающейся с пропитьшающей. Этого достигают при помонщ п 1способпения, состоящего из канала 5, соединенного с резервуаром б, заполненного газом или указанной жидкостью. Последний может бьггь вьшолнен в виде пипетки. Определение смачиваемости волокнистых материалов в предлагаемом устройстве осушест вляется следующим образом. В резервуар 2 заливают исследуемую кидкость до уровня, обеспечивающего полное заполнение измерительного капилляра 3. В нихдаюю часть последнего выдавливается пузырек газа (капля жидкости, не смешивающаяся с исследуемой 4) и точно фиксируется его полсжениб в измерительном капилляре. Затем в верхний открытый конец измерительного капилляра вводят нижний свободный конец образца 7, предварительно укреплениого в держателе 1. Момент касания жидкости и образца является начальной точкой отсчета. Периодачески измеряют положение столбика газа (жидкости) в измерительном капилляре, фиксируя время отсчета. Таким образом, можно исследовать кинетику смачивания и пропитьшания жгутов, нитей из стеклянных углеродных или органических волокон раствором смолы или другой жидкостью. Существенным преимуществом предлагаемого устройства является возможность непосредственного измерения малых объемов жидкости, пропитьшающей образец волокнистого материала, при постоянном гидростатическом давлении смачиваюи й жидкости, поскольку уровень жидкости в резервуаре в процессе пропитьгоапия практически не меняется. Формула изобретения Устройство для определения смачиваемости волокнистых материалов, состоящее из держателя образца и резервуара с пропитьшающей жидкостью, отличаю гцееся тем, что, с целью расишрения области применения устройства и его функциональных возможностей: оно содержит измерительный капилляр и емкость с разделительной средой, причем нижний конец измерительного кагашляра жестко скреплен с резервуаром с пропитьгоающей жидкостью и имеет канал, сообщаюцдагася с CNGcocTbio с разделительной средой. Источники информации, принятые во В1Шмание при экспертизе: 1.Шварц А. Перри Д., Берч Д. Поверхностно-активные вещества и моющие срюдс1г а, изд. М., 1960 под ред. Таубмана А.Б., с. 47. 2.Журнал Пластмассы, N 6, 1967, с. 71.

fl

лV

ail