Методы исследования реологических характеристик пластмасс

Важнейшими вязкопластическими свойствами реактопластов являются вязкопластические свойства (текучесть) и скорость отверждения. Вязкопластические свойства характеризуются продолжительностью вязкопластического состояния t_пл и коэффициентом вязкости h, которые зависят от природы связующего, состава композиции и ряда других факторов.

Исходя из большого опыта и проведенных исследований, установлены следующие оптимальные показатели технологических свойств реактопластов.

Наименование показателя	Значение
Продолжительность вязкопластического состояния, с -при температуре пластикации, не менее -при температуре отверждения	300 20-40
Коэффициент вязкости расплава при температуре пластикации, Па*с	106-108
Время отверждения, с	40-80
Содержание влаги и летучих, %	2-4
Размер частиц порошка (гранул), мм	0,25-1,00

Метод Канавца

В настоящее время наиболее совершенным методом определения вязкопластических свойств и скорости отверждения реактопластов при различных условиях переработки является пластометрический метод Канавца. Определение технологических свойств реактопластов при различных условиях пластометрическим методом стандартизовано в ГОСТ 15882-84. Сущность метода заключается в формовании образца и определении изменения напряжения сдвига в процессе деформирования, которое осуществляется в узком зазоре между двумя коаксиально - сфероцилиндрическими поверхностями формы при заданных значениях градиента скорости сдвига, температуры и давления формования.

Испытания проводят на промышленном приборе “Полимер Р-1”, схема которого представлена на рисунке.

1-нагружающее устройство для формования образцов;

2-форма;

3-узел опоры ротора с механизмом его вращения;

4-динамометр;

5-прибор для записи результатов испытания;

6-образец.

Прибор представляет собой ротационный пластикатор. Основной частью испытательного узла является форма 2, оформляющая полость , которая образована матрицей, пуансоном и ротором. Пространство между оформляющими деталями заполняется под давлением Р испытуемым материалом, и формуется образец 6.

На поверхностях, оформляющих испытуемый образец, нанесены рифления для устранения возможности скольжения материала по стенкам формы. Ротор проводится во вращение от синхронного электродвигателя через жесткую коробку передач. Изменение крутящего момента в зависимости от вязкости материала вызывает закручивание торсиона динамометра, что регистрируется датчиком.

Результаты испытаний автоматически записываются самописцем в виде кривых в координатах “напряжение сдвига¾время”. Испытания на приборе “Полимер Р-1” проводят следующим образом. Пробу реактопласта загружают в форму, нагретую до заданной температуры, опускают пуансон. После смыкания формы включают вращение ротора, при этом автоматически включается запись результатов испытания на диаграммную бумагу. По вычерчиваемому графику наблюдают за процессом испытаний.

Иногда для определения текучести реактопластов используют метод Рашига. Метод заключается в том, что исследуемый материал помещается в специальную прессформу (см. рис.) и прессуется при строго определенной температуре и давлении. После отверждения измеряется длина хвостовой части изделия и по ее величине делается вывод о технологических свойствах материала.

ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТЕРМОПЛАСТОВ

В этом случае наибольшее распространение для исследования вязкотекучих свойств получил капиллярный вискозиметр.

1-плунжер; 2-материал; 3-форма; 4-капилляр.

Текучесть материала характеризуется количеством материала, прошедшего через капилляр за единицу времени (обычно г/10 мин) при нагрузке. Данная характеристика получила название показатель текучести расплава.