SU570814A1 - Способ контрол степени отверждени изделий из термореактивных полимеров - Google Patents

Description

1

Изобретение касаетс  анализа свойств материалов , предназначено дл  контрол  степени отверждени  термореактивных полимеров и может найти применение дл  неразрушающего контрол  изделий из стеклопластиков .

Известен способ неразрушающего контрол  стененн отверждени  изделий из термореактивных полимеров, заключающийс  в том, что у контролируемого издели  определ ют диэлектрические параметры: электрическую проницаемость или тангенс угла потерь в зависимости от частоты и ло значени м диэлектрических параметров с помощью найденной ранее градуировочной зависимости суд т о степени отверждени  1J.

Известный способ не обладает достаточной точностью, поскольку на результат измерени  диэлектрических параметров оказывают вли ние имеющиес  в изделии пузырьки воздуха , а также остаточные напр жени .

Наиболее близким к изобретению  вл етс  способ, заключающийс  в том, что контролируемое изделие нагрев-ают выше температуры стекловани  примерно на 50°С, затем нагружают силой в пределах его упругости, определ ют параметр напр женного состо ни  материала - упругости дл  раст жени  или сдвига - и по его значению с помощью установленной ранее градуировочНОИ зависимости суд т о степени отверждени  2.

Недостатком указанного способа  вл етс  сильное вли ние физических св зей между молек тами материала на точность определени  степени отверл дени , представл ющей собою долю молекул, св занных химическими св з ми в сетчатое состо ние, характеризующих густоту полимерной сети. При температуре ниже точки стекловани  модуль упругости определ етс , главным образом, физическими св з ми и незначительно зависит от степени отверждени , что не позвол ет ее определ ть с достаточной точностью. Дл  обеспечени  необходимой точности известного способа контролируемое изделие приходитс  нагревать выше температуры стекловани , и полимер переходит в высокоэластичное состо ние, при котором его модуль упругости зависит лишь от густоты полимерной сети, т. е. становитс  чувствительным к степени отверждени .

Однако нагревание изделий может привести к короблению и нарушенню их прочности, а нагрев крупногабаритных изделий представл ет собой существенные технические трудности. Кроме того, указанный способ не может примеи тьс  дл  определени  степени отверждени  материалов, у которых температура стекловани  близка к темпеоатуре

деструкции за счет ирочиых физических св зей и высокой концеитрации химических узлов . Так, способ не применим дл  композиционных материалов, например стеклопластиков , поскольку стекловолокно создает физические св зи, ле устранимые нагреванием.

Целью изобретени   вл етс  повышение ТОЧНОСТИ контрол  степени отверждени  при температурах ниже точки стекловани  и обеспечение возможности контрол  степени отверждени  композиционных материалов, например стеклопластиков.

Дл  этого по предлагаемому способу в качестве параметра напр женного состо ни  материала издели  принимают отношение удельного количества теплоты, выделенного или поглощенного единицей массы издели  при его нагружении, к относительному значению деформации.

Отношение удельного количества теплоты деформировани  к относительной деформации согласно кинетической теории сетчатых полимеров и экспериментальным данным значительно зависит от степени отверждени  и при наличии физических св зей. Поэтому его использование дл  контрол  степени отверждени  изделий позвол ет вести контроль при температурах, меньших точки стекловани , а также контролировать степень отверждени  различных композиционных материалов.

На чертеже приведен график установленной экспериментально зависимости отношени  количества теплоты деформировани  образцов из стеклопластика к их относительной деформации от степени отверждени .

Пример. Контроль степени отверждени  св зуюш,его провод т на образцах из стеклопластика . Образцы имеют длину 65 мм и поперечное сечение 6X2 мм в рабочей части и утолщени)  на концах дл  закреплени .

Часть образцов поочередно помешают в калориметрическую установку, снабженную узлом нагружени , и закрепл ют по концам в зажимах узла нагружени . На поверхности образцов, закрепл ют термодатчики, концы которых присоединены к регистрирующей аппаратуре .

Затем образцы постепенно нагружают раст гивающей силой в пределах упругости. При этом регистрируют количество теплоты деформировани  и относительную деформацию. По полученным результатам регистрации дл  каждого образца наход т численное значение отношени  количества теплоты деформировани  к относительной деформации. Поскольку оно в пределах упругости посто нно, то его определ ют при каком-либо конкретно выбранном значении относительного удлинени , У испытанной части образцов определ ют степень отверждени  методом инфракрасной спектрометрии и методом экстракции с использованием аппарата Сокслата. Полученные значени  степени отверждени  (66,5; 75,1; 91,5%) сопоставл ют с определенным ранее отношением теплоты деформировани  к относительной деформацш-i. При этом между упом нутыми величинами установлена хороша  коррел ционна  св зь, представленна  на чертеже. Она получена по 44 точкам дл  каждой из трех степеней отверждени  ири относительной деформации 0,4%. Оши-бка коррел ционной зависимости не превышает 3%.

Дл  другой части образцов также определ ют отношение теплоты деформировани  к относительной деформации. По значению этого отношени  и найденной зависимости определ ют степень отверждени .

Использование предложенного способа позвол ет исключить необходимость нагрева контролируемых изделий, обеспечить контроль ивделий без опасности их короблени  и .потери прочности. Кроме того, предложенный способ позвол ет контролировать степень отверждени  композиционных материалов.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР №257123, кл. G 01N 33/44, 1969.

2.Методы испытани , контрол  и исследовани  машиностроени  материалов. Под общ.

ред. чл. корр. АП СССР А. Т. Туманова, М., «Машиностроение, 1973, т. 3, с. 125.

S

Ё

30 .

60то 9D т av%