Способ измерения тиксотропии Советский патент 1980 года по МПК G01N11/14 

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТИКСОТРОПИИ НЕНЬЮТОНОВСКИХ

1

Изобретение относится к способам изучения реологических параметров материанов, а более конкретно к изучению тиксотропного эффекта в неньютоновских структурированных жидкостях, и может быть использовано в приборах и установках как научно-исследовательского характера, так и промышленного назначения.

Известен способ измерения тиксртро- . ПИИ по гистерезисным кривым течения ij , по пикам прочностной и вязкостной тйксотропия, определяемым из деформационных тсривых 23.

Известные способы являются динамическими, так как непосредственное измерение тиксотропного сопровождается тем или кнътм перемещением измерительной поверхности в исследуемой жидкости. Это внссят неопределенную погрешн;-сть в измеряемые параметры иг за невосзможности учета инерционности ллементов прябо1ра, а также за счет вно.ямых помех проСТРУКТУРИРОВАННЫХ ЖИДКОСТЕЙ

цессу восстановления пространственной структуры жидкости при пepйvIeщeнии в ней измерительного органа.

Известен способ иа {ерения тшссотропии по значению сдвиговой прочности структуры, где в качестве количественной оценки, тиксотропного эффекта предлагается отношение величины сдвиговой прочности, замеренной через определенный промежуток времени после

10 прекращения разрушения структуры, к минимально возможному сопротивлению на измерительном органе при полностью разрушенной структуре И

Замер сдвиговой прочности восстанав15ливаемой после разрушения структуры может послужить основой для оценки тиксотропного эффекта неразрушающим способом. Однако описанный способ не позволяет полушть полную картину

20 тиксотропного врсстановл ения структуры во времени, так как сдвиговая прочность замеряется у полностью восстановле1йтой структуры. Кроме того, при ее зактеро к 373 измерительному органу прикладывается дискретно возрастающая нагрузка (падение стальных шариков в контейнер), что вносит погрешность в измеряемую величину. Известен способ изучения структурных изменений и измерения стационарных характеристик текучести высоковязких жидкостей, по которому мощный электродвигатель приводит во вращение маховик до заданной частоты вращения, после чего с помощью быстродействующего электромагнитного вентиля включает1;я пневматическая пластинчатая муфта. При этом в измерительной камере начинает вращаться диск, который вместе с укрепленным на трубчатчэй пружине конусом образует измерительную щель. Затем с помощью плас тинчатого тормоза осуществляется быстрое торможение и шпсл с той или другой частотой вращения вала может быть повторен. Измерения проводятся ротационным реометром во время совместного дви жения диска и конуса 43. Целью изобретения является изучение быстропротекающих во времени процессов структурообразования в неньютоновских жидкос;тях, а также повьпиение точности эймёра тиксотропного эффекта. Этб достигается Tevi, что исследуемую жидкоеть,помеща5от в контейнер с находящимся в нем ааарретированным измерительным органом, подвергают ее интенсивному перетлещивашпо в течение определенного времени, по окончании которого измерительный орган разаарретируют и к нему прикладахвают линейно возрастаю щую нагрузку др момента начала движения измерительного органа относительно „ . . возрастания нагрузки на измерительном органе, получают се ейство сдвиговой прочности структуры в различное время после ее раз13уще1шя, по которым строится кривая тиксотропмого упрочнения жидПредлагаемый способ иллюстрируется чертежом. Известно, что тяксотропное восста- новпение структуры неньютоновских кид.костей происходит по экспоненциальному закону. На чертеже 1фивая 1 вида Р F (1 -8) характеризует рост, например сдвиговой прочности структуры во време ни, Р - текущее значение сдвиговой проч вости в Момент t после прекращения механического воздействия; Щ, - максимальное значение сдвиговой прочности олшстью восстановлешюй структуры; Ъ - константа тиксотропного восстановления, численно равная времени достижения Р 0,63 PQ . Построив такую кривую, получают олную картину тиксотропного восстановения структуры исследуемойжидкости. В изобретении предлагается нахожде- Ние кривой, используя метод сравне.ния двух величин; сдвш-овой прочности восстанавливаемой структуры, проявляющейся в сопротивлении начала трогания измерительной поверхности, и возрастающего движущего усилия на измерительной поверхности, которое изменяется линейно с заданной скоростью (прямые 2,3,4 и т.д.). Начало роста этого сопротивления совпадает с моментом прекращений механического воздействия на исследуемую жидкость. В таблице приведены результаты экспериментальной проверки способа изменения тиксо-тропии на примере эмалевых щликеров. Измерения проводились на рбтационном вискозиметре Реотест, В таблице представлены результаты испытаний трех щликеров: 1,2 - грунтовые, 3 - покровного. По данным, значений за фиксированной сдвиговой прочности были построены кривые тиксотропного восстановления. По методике оценки тиксотропного эффекта при обработке кривых определялись: время полногчэ восстановления структуры, максимальное значение сдвиговой прочности полностью восстановленной, структуры и время достижения сдвигч вой прочности восстанавливаемой структуры от максимального значения (- 1-л константа Т в приведенном уравнении кривой восстановления), Если два первых параметра являются величинами, характеризующими конечный результат тиксотропного восстановления, то третий характериэует динамику процесса (кру- . тизна кривой восстановления). Резу гьтаты, приведенные в трех последних графах таблицы могут быть использованы как для сравнительной оценки исследуемьгх шликеров, так и для совершенствования технологического процесса эмалирования, например, для разработки эмалевых щликеров с оптимальными технологическими свойствами для механизированного процесса эмалирования. Способ может быть применен для использования любых неньютоновских структурированных жидкостей. Методика об5735967.6

работки получаемых кривых тиксотропногония природй исследуемой жидкости и полвосстановления зависит от задач иссл едова- ностью определяется экспериментатором.

Формула изобретеняя

Способ измерения ткксотрошш неньютоновских структурированных жидкостей путем определения сдвиговой прочгноспи структуры жидкости, о т л и ч а юЩ и и с я тем, что, с целью изучения быстропротекающих во времени процессов структурообраэования, жидкость прметдают в контейнер с находящимся в нем заарретированным измерительным органом, подвергают ее интенсивному перетлешиванию, по окончании которого и;змерительный орган разаарретируют и к нему прикладывают линейно возрастающую нагрузку до момента начала движ&ния измерительного органа относительно

неподвижного контейн а, изменяют скорость возрастания нагрузки на измерительном органе, сдвиговые прочносгтй структуры в различное время ее разрушения, по которым строят кривую тиксотропного упрочнения жидкости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

4. Патент ФРГ № 2314671, кл.вО N 11/13, 22.О4.76 (прототип). /