1311

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

ПО КУРСУ «ТЕХНИЧЕСКИЕ

ЖИДКОСТИ И ПОЛИМЕРЫ»

Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов специальностей

140501, 190201, 190601, 190603, 190205, 190702

Омск • 2009

УДК 656.1(075) ББК 30.82.73

Рецензент канд. техн. наук, доц. И.М. Князев

Работа одобрена научно-методическим советом специальностей 140501, 190201, 190601,190603, 190205, 190702 в качестве лабораторного практикума по дисциплине «Технические жидкости и полимеры» для студентов очного и заоч-

ного обучения по специальностям 140501, 190201, 190601,190603, 190205, 190702.

Лабораторный практикум по курсу «Технические жидкости и полиме-

ры»: Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов специальностей 140501, 190201, 190601, 190603, 190205, 190702 / Сост.

В.В. Максимов. – Омск: СибАДИ, 2009. – 66 с.

Изложены методические указания по курсу «Технические жидкости и полимеры». Приведены методы определения важнейших показателей качества технических жидкостей и полимеров. Лабораторный практикум предназначен для студентов, обучающихся по специальностям «Двигатели внутреннего сгорания» (140501), «Автомобиле- и тракторостроение» (190201), «Автомобили и автомобильное хозяйство» (190601), «Сервис транспортных, технологических машин и оборудования» (190603), «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование» (190205), «Организация и безопасность движения» (190702) и может быть полезным студентам технических колледжей.

Ил. 21. Библиогр.: 12 назв.

© ГОУ «СибАДИ», 2009

3

Введение

ВРоссии эксплуатируется большое количество автотракторной, дорожно-строительной и другой специальной техники, требующей при проведении технического обслуживания текущего ремонта и восстановления деталей и узлов, а также их защиты от коррозии специальных материалов и технологии, базирующихся на полимерах и технических жидкостях.

Современный специалист должен знать современные материалы для защиты образцов техники от коррозии, для придания изделию декоративных свойств с помощью покрытий, полученных на основе полимеров, способы длительного сохранения работоспособности образцов техники. Специалист должен приобрести навыки определения показателей качества лакокрасочных материалов, покрытий на их основе, для того чтобы обосновать применение того или иного материала для использования в определенных условиях эксплуатации, их классификацию, правила хранения, экологические свойства.

Впрактикуме приведены лабораторные работы, охватывающие основные разделы курсов «Полимерные материалы», «Лакокрасочные покрытия в машиностроении». Целью лабораторных работ является формирование знаний у студентов технических специальностей

вобласти теории и практики рационального использования технических жидкостей и полимеров.

При составлении практикума был учтен многолетний опыт организации и проведения лабораторных работ на кафедре «Теплотехника и тепловые двигатели» Сибирской государственной автомо- бильно-дорожной академии.

4

Лабораторная работа № 1 ОЦЕНКА СВОЙСТВ РАСТВОРИТЕЛЕЙ

1.1. Цель и задачи лабораторной работы

Формирование и закрепление знаний по разделу курса. Приобретение навыков и умения определения показателей, характеризующих свойства растворителей.

1.2. Определение летучести

Сущность метода заключается в определении продолжительности испарения растворителя по отношению к продолжительности испарения этиловогоэфираиликсилола.

Приборы, реактивы, принадлежности:

-Растворитель Р-60, представляющий собой смесь этанола и этилцеллозольва в соотношении 70: 30 [1, с. 174].

-Эфир этиловый, медицинский.

-Аналитические весы(точн. взв. 0,0002 г).

-Установка (рис. 1.1), представляющая собой деревянный шкаф,

впередней и задней стенках которогорасположены смотровые окна, а в боковых – отверстия, в которые устанавливают свободно вращающийся деревянный зажим для закрепления беззольного фильтра.

Порядок выполнения работы. В деревянный шкаф

(см. рис. 1.1) при помощи зажима устанавливают беззольный фильтр в горизонтальном положении. На фильтр из пипетки капают каплю этилового эфира и включают секундомер. Затем поворотом зажима устанавливают фильтр в вертикальное положение междусмотровыми стеклами 2 и по секундомеру отмечают момент испарения пятна этилового эфира, наблюдая через смотровое окно. После этого пипетку промываюти заполняют растворителем Р-60. Продолжительность испарения растворителя определяется так же, как и этилового эфира. При этом обязательным условием являются одинаковые высота в пипетке внесенного растворителя и этилового эфира и расстояние от кончика пипетки до беззольного фильтра. Испытание проводится при20±2 °С.

Обработка результатов опыта. Летучесть растворителя X (с)

вычисляютпоформуле

X=τ1/τ2 ,

5

где τ1 – продолжительность испарения растворителя, с; τ2 – продолжительность испарения этиловогоэфира, с.

Рис. 1.1. Установка для определения летучести растворителя:1 – пипетка;

2 – смотровое окно; 3 – боковые отверстия

1.3.Определение плотности растворителя

спомощью пикнометра

Метод основан на сравнении масс растворителя и воды, взятых в одинаковом объемепри однойитойжетемпературе.

Приборы, реактивы, принадлежности:

-Ксилол,хч.

-Этанол,хч.

-Дистиллированная вода.

-Аналитические весы(точн. взв. 0,0002 г).

-Пикнометр типа ПЖ-2 (рис. 1.2).

-Электрический лабораторный сушильный шкаф.

Подготовка к анализу. Пикнометр ПЖ-2 промывают этанолом и высушиваютпри110±5°Сдопостоянноймассы.

Порядок выполнения работы. Пикнометр ПЖ-2, высушенный до постоянной массы, заполняют дистиллированной водой несколько выше метки, закрывают пробкой и выдерживают при 20±0,1 °С в течение 10 мин. При этой температуре доводят уровень воды до метки, отбирая излишки воды в пикнометре пипеткой. После этого пикнометр вновь закрывают пробкой и выдерживают при той же температуре еще 10 мин, контролируя положение мениска водыв пикнометре, который

6

должен точно соответствовать метке на пикнометре. Затем пикнометр взвешивают и выливают из него воду, ополаскивают этанолом и высушивают при 110±5 °С в течение времени, при котором ранее была достигнута постоянная масса. После этого в пикнометр вносят ксилол и проводят те же операции, что и при введениивпикнометрдистиллированнойводы.

Обработка результатов опыта. Плотность растворителяр(г/см3)рассчитываетсяпоформуле

p (m2 m) 0,99823 , m1 m

1.4.Определение температуры вспышки растворителя

воткрытом тигле

Сущность метода заключается в охлаждении растворителя, последующем его нагревании и фиксировании температуры вспышки паров растворителяподвоздействиемпламени.

Приборы, реактивы, принадлежности:

-Этанол.

-Сосуд Дьюара сжидким азотом.

-Газовая горелка с диаметром сопла 1 мм.

-Барометр мембранный метеорологический.

Прибор ТВ (рис. 1.3) состоит из нагревательного устройства 6, воздушной ванны 1, выполненной из стали, на дне которой уложена прокладка из асбестового картона 5, а сверху помещается кольцо из паронита; трехстворчатого металлического экрана, с внутренней стороны окрашенного в черный цвет.

7

Подготовка к испытанию. Этанол охлаждают до 0 °С, после чего помещают в тигель до уровня на 12 мм ниже края тигля. Тигель 2 с рас-

творителем устанавливают в нагревательную ванну прибора ТВ. В держатель штатива укрепляют термометр таким образом, чтобы резервуар со ртутью находился в центретигля на расстоянии, равном от дна тигля и до поверхности растворителя. Затем прибор с трех сторон окружают экра-

ном для защиты пламени от движения воздуха и устанавливают в вытяжномшкафу.

пературу принимают за ориентировочную температуру вспышки Твс. Если же вспышки не произошло, нагревание растворителя продолжают, повторяя испытание на вспышку с помощью газовой горелки до тех пор, пока не будет отмечен момент вспышки растворителя и зафиксирована температура, которая принимается за ориентировочную температурувспышки.

8

Определение температуры вспышки этанола. Основные испытания определения Твс растворителя проводят на трех образцах этанола с той же последовательностью, что и при предварительных испытаниях.

Этанол, помещенный в тигель ванны, нагревают до температуры вспышки. Затем нагревание производится со скоростью 20 °С/мин до температуры вспышки растворителя. После этого через каждый 1 °С проводят испытаниена вспышку паров растворителя с помощью газовой горелки так же, как это производилось при определении ориентировочной Твс. Определение повторяют трижды для трех порций растворителя. При каждом определении за температуру вспышки принимают показания термометра в момент появления пламени над всей поверхностью растворителяилинадеечастью.

Обработка результатов опыта. Температуру вспышки Твс рас-

считывают как среднее арифметическое из трех определений основных испытаний с поправкой на барометрическоедавление.

Поправку t определяют по формуле (в соответствии с ГОСТ 12.1.044-84)

t 101,3 P 0,9, 3,3

где Р – фактическое барометрическое давление, кПа.

В журнал записывается весь ход определения Твс (как при ориентировочных,такиприосновныхиспытаниях).

Температурувспышки Твс рассчитывают по формуле

n

Твс a0 ajtкип ajbj ,

2

где a0 – коэффициент, равный –73,14 °С; aj – безразмерный коэффициент, равный 0,659; tкип – температура кипения испытуемого растворителя, °С; аj – эмпирический коэффициент, значение которого зависит от вида структурной группы растворителя, °С (для группы О–Н значение аj = 23,9 °С); bj – число структурных групп вида j в молекуле.

9