ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Выбор эффективных методов контроля вязкости полимерных материалов и связующих из "Технологический неразрушающий контроль пластмасс" Одним из важнейших технологических параметров, ответственным за качество готовых изделий, является вязкость. Вязкость характеризует реологические свойства растворов и расплавов полимеров. [c.5] Особенно важна роль вязкости в технологических процессах переработки полимерных материалов в изделия. В случае переработки композиционных материалов необходимо рассматривать вязкость связующего и вязкость композиционного материала, пропитанного связующим (полуфабрикат). Наибольшее значение имеет вязкость связующего, так как ее изменение может привести к нарушению условий пропитки и в итоге — к образованию дефектов и значительному изменению свойств готового изделия. [c.5] Из этого уравнения видно, что пропитка композиционного материала зависит главным образом от вязкости и поверхностного натяжения связующего. [c.5] Таким образом, и в этом случае наиболее существен вклад вязкости связующего. [c.6] Из сказанного очевидно, что для поддержания оптимального значения вязкости связующего и управления качеством пропитанного материала (полуфабриката) необходим непрерывный автоматизированный контроль вязкости связующего, а также полуфабриката как при сухом , так и при мокром способе намотки изделий из КПМ. Причем контроль вязкости полуфабриката имеет большее значение при сухом способе, так как она в значительной степени зависит от сроков хранения, содержания растворителя и температуры. [c.6] Важное значение приобретает выбор наиболее эффективных методов и средств контроля вязкости связующего и полуфабрикатов. [c.6] Методы контроля вязкости можно разделить на две группы одни дают результат измерения в условных единицах, а другие — в абсолютных. [c.6] Первая группа методов пригодна лишь для грубых сравнительных периодических измерений. В основном условную вязкость оценивают по времени истечения материала через калиброванное сопло или капилляр. Для этой цели используются вискозиметры Энглера, ВЗ- , ВЗ-4 и др. [c.6] К методам, измеряющим абсолютные значения вязкости, относятся капиллярный, ротационный, соосных цилиндров, параллельных неподвижных или перемещающихся плоскостей и целая группа колебательных методов (крутильные колебания в жидкости цилиндра или диска, колебания полосы, сферы или шара, ультразвуковой пластины и т. д.) [1]. Почти все из данной группы методов пригодны для автоматического непрерывного контроля вязкости, однако практическое их применение крайне затруднено, так как они требуют очень точных и громоздких приспособлений и приводов (насосы строго постоянной производительности, точно откалиброванные сечения и т. д.). [c.6] В настоящее время наибольшее применение получили методы, основанные на возбуждении в контролируемой среде механических упругих колебаний звукового и ультразвукового диапазона частот, а также электромагнитных колебаний низких, средних, высоких и сверхвысоких частот. Все эти методы относятся к числу физических неразрушающих методов, так как позволяют осуществлять экспресс-контроль без взятия проб. Рассмотрим некоторые из них. [c.6] Здесь Ср и Су — теплоемкость при постоянном давлении и объеме Рад — адиабатическая сжимаемость N — число Авогадро М — молекулярная масса. [c.7] При этом формула (1.5) может быть применена для материалов, вязкость которых находится в интервале 10—100 Па-с. [c.7] В основе работы ультразвуковых вискозиметров, предназначенных для непрерывного измерения вязкости связующего, лежит двухчастотный метод регистрации изменения поглощения УЗ-вол-ны, проходящей через связующее, в зависимости от вязкости связующего. В УКВС-2С, например, измеряется отношение интенсивности затухания УЗ-волн с частотами 1,5 и 3,0 МГц, что частично устраняет погрешность измерений, вызванную образованием на поверхности датчика пленки за счет полимеризации связующего. [c.8] Прибор УКВС-ЗМ предназначен для непрерывного измерения вязкости пропитывающих составов типа ЭДТ-5, АЭЦ-5, ЭЦМ при пропитке стеклонитей мокрым способом. Диапазон измерения скорости ультразвуковых колебаний 1200—1500 м/с. [c.8] Вибрационный метод измерения вязкости основан на изменении параметров собственных (резонансных) изгибных колебаний консольно закрепленной пластины (вибратора) от свойств среды. Основанием для измерения вязкости вибрационным методом является взаимосвязь параметров распространения сдвиговых волн в контролируемой среде с ее вязкостью [2]. [c.8] Ультразвуковые вибрационные вискозиметры состоят из электронного блока, датчика — зонда, погружаемого в испытуемое вещество, и регистрирующего прибора. Зонд возбуждает в окружающей среде поперечные звуковые колебания, затухание которых зависит от вязкости среды, окружающей зонд. [c.9] Существенными недостатками указанных вискозиметров является то, что при измерении вязкости быстро полимеризующихся и вязких связующих на конце датчика — зонда, опущенного в контролируемое связующее, со временем налипает пленка связующего, что вносит в результаты измерений значительную погрешность. Излучаемые пластиной сдвиговые волны затухают практически на расстоянии длины волны, поэтому вязкость измеряют только в месте установки преобразователя, увеличение же интенсивности колебаний приводит к деструкции полимеров и изменению вязкости. [c.9] На показания прибора влияют также пена, пузырьки воздуха, образующиеся от движения стеклоленты, и т. д. Частично влияние налипания пленки отвердевшего связующего устраняется измерением затухания на двух частотах, что существенно усложняет аппаратуру и методику измерений. [c.9] Разработан [3] усовершенствованный электровибрационный вискозиметр. Источником питания его служит звуковой генератор ЗГ-10, обеспечивающий вынужденные колебания щупа вибратора вискозиметра. Описаны также усовершенствованные колебательные вискозиметры для жидких и вязких сред. Виброрезонансные вискозиметры рассмотрены в [4—7]. [c.9] Вернуться к основной статье