Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

1588

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
1.36 Mб
Скачать

е р и я в н у т р и в у з о в с к и х См е т о д и ч е с к и х у к а з а н и й С и б А Д И

иМин стерство наук высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное юджетное о разовательное учреждение высшего образования « ибирск й государственный автомо ильно-дорожный университет (СибАДИ)»

Кафедра «бТепловые двигатели и автотракторное электрооборудование»

ТЕХНИЧЕСКИЕ ЖИДКОСТИ И АПОЛИМЕРЫ

Методические указанияДк лабораторным работам

2-е изд., деривативное, дополненное

Составители: В.В. Максимов, А.Л. ванов

Омск ▪ 2018 И

 

Согласно 436-ФЗ от 29.12.2010 «О защите детей от информации, при-

УДК 656.1(075)

чиняющей вред их здоровью и развитию» данная продукция марки-

ББК 30.82.73

ровке не подлежит.

Т38

 

Рецензент: канд. техн. наук., доц. кафедры “Э и РА” В.А. Лисин

СибАДИРабота утверждена редакционно – издательским советом СибАДИ В качестве методических указаний.

Т38 Техн ческ е ж дкости и полимеры [Электронный ресурс] : методические указания к лабораторным ра отам / сост. В.В. Максимов, А.Л. Иванов. – 2-е изд., дериват вное, дополненное. − (Серия внутривузовских методических указаний ибАДИ). – Электрон. дан. – Омск : Си АДИ, 2018. – URL: http://bek.sibadi.org/ cgi-bin/irbis64r plus/cgiirbis 64 ft.exe. - Режим доступа: для авторизованных пользователей.

Приведены методы определения важнейших показателей качества техниче-

ских жидкостей полимеров.

Имеют интерактивное оглавление в виде закладок.

Предназначены для о учающихся всех форм обучения по направлению бакалавриата «Энергетическое машиностроение».

Системные требования: Intel, 3,4 GHz 150 Мб; Windows XP/Vista/7; DVD-ROM; 1Гб свободного места на жестком диске; программа для чтения pdf-файлов: Adobe Acrobat Reader; Foxit Reader

Техническая подготовка Е.В. Садина Издание второе, деривативное, дополненное. Дата подписания к использованию 19.04.2018

Издательско-полиграфический комплекс СибАДИ, 644080, г.Омск, пр.Мира,5 РИО ИПК СибАДИ. 644080. г. Омск, ул. 2-я Поселковая, 1

© ФГБОУ ВО СибАДИ, 2018

Введение

В России 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 техническ х ж дкостях.

СибАДИФГБОУ ВО «СибАДИ».

овременный спец алист должен знать современные материалы для защ ты образцов техники от коррозии, для придания изделию декорат вных свойств с помощью покрытий полученных на основе

полимеров, спосо ы длительного сохранения работоспособности об-

разцов техн ки. Спец алист должен приобрести навыки определения показателей качества лакокрасочных материалов, покрытий на их основе, для того, что ы о основать применение того или иного мате-

риала для спользован я в определенных условиях эксплуатации, их класс ф кац ю, прав ла хранения, экологические свойства.

В практ куме пр ведены ла ораторные работы, охватывающие основные разделы курсов «Полимерные материалы», «Лакокрасочные покрытия в машиностроение». Целью лабораторных работ является формирование знаний у студентов технических специальностей в области теории и практики рационального использования техниче-

ских жидкостей и полимеров.

При составлении практикума был учтен многолетний опыт орга-

низации

проведения лабораторных работ на кафедре «Тепловые

двигатели

и

автотракторное

электрооборудование»

3

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

испаре

Сущность метода заключается в определении продолжительности

 

н я раствор теля по отношению к продолжительности испарения

этилового эф ра ли кс лола.

Пр

боры

, реакт вы, принадлежности:

-

Раствор тель Р-60, представляющий собой смесь этанола и

этилцеллозольва в соотношении 70: 30 [1, с. 174].

-

Эф р эт ловый, медицинский.

-

 

А

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

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

в переднейи задней стенках которого расположены смотровые окна, а в боковых – отверстия, в которые устанавливают свободно вращающийся деревянный зажим для закрепления беззольного фильтра.

Порядок выполнения Дработы. 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 между смотровыми стеклами 2 и по секундомеру отмечают момент испаренияИпятна этилового эфира, наблюдая через смотровое окно. После этого пипетку промывают и 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 добеззольного фильтра. Испытание проводится при20±2 °С.

Обработка результатов опыта. Летучесть растворителя X (с)

вычисляют по формуле

X = τ1/τ2 ,

4

где τ1 продолжительность испарения растворителя, с; τ2 продолжительность испарения этилового эфира, с.

СлетучестиР . 1.1. Установка для определения растворителя:1 – пипетка;

б2 – смотровое окно; 3 – боковые отверстия

1.3. Определение плотности растворителя с помощью пикнометра

Метод основан на сравнении масс растворителя и воды, взятых в

одинаковом объеме при одной и той жетемпературе.

 

 

Д

Приборы, реактивыА, принадлежности:

- Ксилол, хч.

 

И

- 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 высушивают при 110±5°С до постоянной массы.

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 воды в пикнометре, который

5

должен точно соответствовать метке на пикнометре.

 

 

 

Затем пикнометр взвешивают и выливают из него

 

 

 

воду,

ополаскивают этанолом и в ысушивают при

 

 

 

110±5 ° в течение времени, при котором ранее была

С

 

 

 

 

достигнута постоянная масса. После этого в пикнометр

 

 

 

вносят ксилол и проводят те же операции, что и при

введен

вп кнометр д стиллированной воды.

 

 

 

Обработка результатов опыта. Плотность рас-

 

 

 

творителя

 

 

 

 

р(г/см3) рассч тывается по формуле

 

 

 

 

p = (m2 m) 0,99823 ,

 

 

 

 

б

 

 

 

 

 

m1 m

 

 

 

где m2

– масса п кнометра с растворителем, г; т

 

 

 

масса п кнометра, г; т1 – масса пикнометра с дис-

Рис. 1.2. Пикнометр

тиллированной водой, г; 0,99823 – плотность воды

 

 

типаПЖ-2

при 20±0,1 °С, г/см3.

А

 

 

 

 

 

 

 

1.4. Определение температуры вспышки растворителя

 

 

Д

 

 

в открытом тигле

 

 

 

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

Приборы, реактивы, принадлежностиИ:

- Этанол.

- Сосуд Дьюара с жидким 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.

6

Подготовка к испытанию. Этанол охлаждают до 0 °С, после чего

помещают в тигель до уровня на 12 мм ниже краятигля. Тигель 2 с рас-

творителем устанавливают в нагревательную ванну прибора ТВ. В дер-

С

 

 

 

 

 

жатель штатива укрепляют термометр таким образом, чтобы резервуар со

ртутью находился в центретигля на расстоянии, равном от дна тигля и до

поверхности раствор теля. Затем прибор с трех сторон окружают экра-

ном для защ ты пламени от движения воздуха и устанавливают в вытяж-

выполнения

 

нагревают

растворитель в 5–

номшкафу.

 

 

 

 

 

Порядок

ра оты. Определение ориенти-

 

 

ровочной

температуры

б

 

растворителя

 

 

вспышки

 

 

(этанола). Включив устройство,

 

 

6 °С/мин,

контролируя ее секундо-

А

 

 

 

мером. Через каждые 5°С повы-

 

 

шения температуры зажигают га-

 

 

зо-вую горелку 4, при этом длина

 

 

пламени строго регулируется от 4

 

 

до 5 мм. Пламя газовой горелки

 

 

проносят от одной стороны тигля

 

 

до другой в

течение 1–2 с на рас-

 

 

стоянии 13–15 мм от поверхнос-

 

 

ти этанола, помещенного в тигле.

 

 

 

И

Рис. 1.3. Прибор ТВ для определения

Если наблюдается вспышка паров

температуры вспышки в открытом Драстворителя, нагревание прекра-

тигле: 1 – нагревательная ванна; 2

щают и фиксируют показания тер-

тигель; 3 – термометр; 4 – газовая го-

мометра

в

момент

появления

релка; 5 – асбестовая прокладка;

вспышки паров этанола.

Эту тем-

6 – электроплитка

 

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

7

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

Сгорелки так же, как это производилось при определении ориентировочной Твс. Определен е повторяют трижды для трех порций растворителя. При каждом определен и за температуру вспышки принимают показания термометра в момент появления пламени над всей поверхностью раствор теля линад еечастью.

вспышки. Затем нагревание производится со скоростью 20 °С/мин до температуры вспышки растворителя. После этого через каждый 1 °С

проводят спытан е на вспышку паров растворителя с помощью газовой

считыОбработка результатов опыта. Температуру вспышки Твс расвают как среднее арифметическое из трех определений основных

ГОСТ 12.1.044б-84)

испытан й с поправкой на арометрическоедавление.

Поправку t определяют по формуле (в соответствии с

 

t =101,3 P 0,9,

 

 

 

3,3

 

где Р – фактическое барометрическоеАдавление, кПа.

В журнал записывается весь ход определенияТвс (как при ориен-

тировочных,так и при основных испытаниях).

 

Температуру вспышкиТвс

рассчитывают по формуле

 

 

Д

 

 

n

 

 

Твс = a0 +a jtкип + ∑a jbj ,

 

 

ι=2

 

где a0

коэффициент, равный –73,14 °С; aj – безразмерный коэф-

фициент,

равный 0,659; tкип

 

И

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.

8

Ниже приведены данные значения аj для ряда структурных групп растворителей:

труктурная группа

aj, °С

Структурная группа

aj, °С

растворителя

 

растворителя

 

 

-2,030

С=О

11,660

 

- Н

1,105

О- Н

23,900

 

2,470

М- Н

5,830

 

=

1,720

С≡К

12,130

 

- N

14,150

 

 

задачи

 

 

С

1.5. Содержание отчета

 

1.

Назван е, цель

 

ра оты.

 

2.

Оп сан е пр

оров и методов для определения показателей, ха-

рактер зующ х свойстварастворителей.

 

3.

Занесен е результатов определения показателей в соответст-

вующ е табл цы отчета.

 

 

 

А

 

 

бКонтрольные вопросы

 

1.

Что такое летучесть растворителя по эфиру?

 

2.

 

 

Д

Как определяется летучесть растворителя по эфиру?

 

3.

Что такое относительная плотность растворителя?

 

4.

Как определяется относительная плотность растворителя?

5.

Каким образом определяется температура вспышки раство-

рителя в открытом тигле?

ИСТЕМ

6.

Что характеризует температура вспышки в открытом тигле?

Лабораторная работа № 2 ИСПЫТАНИЕ ЛАКОВЫХ

И ПИГМЕНТИРОВАННЫХ С В ЖИДКОМ И ПОРОШКООБРАЗНОМ СОСТОЯН ЯХ

2.1. Цель и задачи лабораторной работы

Формирование и закрепление знаний по разделу курса. Приобретение навыков и умения определения показателей, характеризующих лаковые и пигментированные системы в жидком и порошкообразном состояниях.

9

2.2.Определение условной вязкости лакокрасочных материалов

Метод заключается в определении продолжительности истечения

(всекундах)

определенного объема лако-

 

 

 

С

 

 

 

 

красочного материала через сопло заданного

 

 

 

размера. За условную вязкость принимают про-

 

 

 

должительность истечения 100мл материала че-

 

 

 

рез сопло д аметром 2,4 или 6 мм.

 

 

 

Матер алы, реактивы и приборы:

 

 

 

ли

 

 

 

-

Пентафталевая эмаль ПФ-214.

 

 

 

-

Кс лол.

 

 

 

 

-

Анал т ческ е весы (точн. взв.

 

 

 

0,0002 г).

 

 

 

 

 

В

скоз

метр ВЗ-246 (рис.2.1) представля-

 

 

 

ет собой дюралевый

пластмассовый цилин-

 

 

 

дрическ й сосуд т па воронки, переходящий в

 

 

 

полый конус вмест мостью 100±0,5 мл. Верх-

 

 

 

ний край ци-

 

 

 

 

 

линдрическойбчасти воронки имеет желоб для

 

Рис. 2.1. Общий вид

слива избытка испытуемого лакокрасочного ма-

 

териала. Коническая часть воронки заканчивает-

вискозиметра ВЗ-246:

 

1 – съемное сопло;

 

 

 

Д

ся соплом. Используются сопла диаметром 2,4

2 –

воронка; 3 – желоб;

и 6 мм и секундомер.А

 

4 – штатив

Вариант 1.Определение условной вяз-

 

 

 

кости эмали ПФ-214 в исходном состоянии.

214 тщательно размешивается и фильтруется через сетку № 02-01 или через два слоя марли, после чего эмаль выдерживают в течение 5 мин для выхода пузырьков воздуха.

Подготовка к испытанию. Подготовка эмали. Эмаль ПФ- И

Подготовка вискозиметра. Вискозиметр ВЗ-246 с соплом 4 мм устанавливают в горизонтальном положении на штативе. Под сопло вискозиметра ставят стеклянный стакан, отверстие сопла закрывают.

Порядок выполнения работы. В вискозиметр ВЗ-246 с соплом 4 мм вносят эмаль ПФ-214 до краев. Температура окружающей среды (или эмали) должна быть равна 20±0,5 °С. Затем отверстие сопла открывается и одновременно с появлением первой падающей капли эмали включается секундомер, который останавливают при появлении

10

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]