Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Теоретические основы переработки пластмасс. Лабораторный практикум
.pdf
10. Необходимо ввести толщину образца в мм и ожидаемое зна-
/dR
чение его теплопроводности. Ввод ориентировочного значения теплопроводности ускоряет процесс замера.
11. Измерения будут проводиться в автоматическом режиме, по
окончании одного измерения прибор выдаст значение теплопроводности измеряемого образца и автоматически начнет новое измерение.
Время первого замера в цикле 50 мин, следующих 25 мин.
12. Записать результаты не менее трех измерений образцов, при
этом первый замер наименее точный.
13. Остановить автоматический режим измерения можно путем
нажатия кнопки и подтверждением необходимости остановки.
Также можно просто выключить измеритель, при этом результаты
уже проведенных измерений сохранятся в энергонезависимой памяти
прибора.
14. Произвести расчет термического сопротивления материала на
измерителе следующим образом:
– с помощью кнопок ↑ и ↓ выбрать пункт «Калькулятор» (поя-
вится окно (рис. 3.2));
Рис. 3.2. Окно «Калькулятор» (выбор формулы)
– выбрать первый вариант расчета по формуле
(появит-
ся окно (рис. 3.3));
Рис. 3.3. Окно «Калькулятор»
(расчет термического сопротивления)
41
– кнопками ↑, ↓ установить мигающий значок «v» выбора резуль-
№
опыта
Толщина
образца, мм
Коэффициент
теплопроводности, λ,
Вт/м К
Термическое
сопротивление, R, м2/Вт К
тата в первую строку. Затем кнопкой ← или → перейти к одной из
изменяемых цифр в строке d= или λ= и кнопками ↑, ↓ установить
в нужные значения все цифры значений толщины (d) и теплопровод-
ности (). При изменении любого из чисел будет автоматически изменяться значение термического сопротивления R.
В этом же пункте меню можно рассчитать значение необходимой
толщины материала при заданном тепловом сопротивлении и известной теплопроводности или значение теплопроводности материала,
если известны его толщина и термическое сопротивление. Для этого
кнопками «←» или «→» нужно перейти к мигающему значку «v»
и кнопкой «↑» или «↓» переместить его в строку, которая должна
быть результатом;
– нажать F или C для выхода из меню [15].
15. Выключить прибор, поставив выключатель питания, расположенный на задней торцевой стенке, в положение «выключено»
и отключите прибор из сети.
16. Извлечь образец из измерительной ячейки (1).
17. Сдать остатки материала, химическую посуду и рабочее место
преподавателю.
Получаемые результаты и их обработка
1. Данные, полученные в ходе эксперимента, занесите в табл. 3.1.
Таблица 3.1
Результаты определения теплопроводности полимерного материала
2. Сделайте вывод о полученных результатах.
42
Содержание отчета по лабораторной работе
Отчет по лабораторной работе должен включать следующие пункты:
1. Цель работы.
2. Приборы и материалы.
3. Последовательность выполнения работы.
4. Результаты работы.
5. Вывод.
Лабораторные работы выполняются индивидуально. Отчет
оформляется в тетради или на листах формата А4.
Контрольные вопросы
1. Дайте определение теплопроводности материала.
2. Для чего необходимо определять коэффициент теплопроводности и тер-
мического сопротивления материалов?
3. Какие формулы используются для расчета коэффициента теплопровод-
ности и термического сопротивления?
4. Какую предварительную подготовку образцов необходимо произвести?
5. Опишите область применения измерителя теплопроводности ИСТ-1
и принцип его работы.
43
Лабораторная работа № 4
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЯЗКОСТИ РАСТВОРОВ ПОЛИМЕРОВ
НА КАПИЛЛЯРНОМ ВИСКОЗИМЕТРЕ
Цель работы: определить вязкость растворов полимеров.
Приборы и материалы: химическая посуда, капиллярный виско-
зиметр, термостатическая баня, перчатки хлопчатобумажные, аналитические весы. В качестве материалов для определения вязкости используются полимер, растворитель, дистиллированная вода.
Последовательность выполнения работ
1. Изучить виды капиллярных вискозиметров и принцип их работы.
Различные виды капиллярных вискозиметров представлены
на рис. 4.1 [2].
Рис. 4.1. Капиллярные вискозиметры:
1 – измерительные резервуары; 2 – капилляры; 3 – приемные сосуды;
4 – питающий резервуар (для ВНЖ); 5 – метки, служащие для измерения времени
истечения вещества из измерительных резервуаров или их заполнения (для ВНЖ)
Вискозиметры типа ВПЖ предназначены для определения кинематической вязкости прозрачных веществ при положительных и отрицательных температурах во всех отраслях промышленности, где
44
используются горюче-смазочные масла, в лабораториях нефтемасло-
0
2
43,0
d
0
0
2
42,0
d
0
2
52,0
d
заводов, в машиностроении, строительстве и т.д.
Вискозиметр типа ВНЖ предназначен для определения кинематической вязкости непрозрачных веществ. В вискозиметрах типа
ВНЖ производятся измерения не времени истечения жидкости по капилляру, а измерения времени заполнения веществом приемного резервуара (сначала нижнего, затем верхнего). Такой тип вискозиметра
называют вискозиметром обратного тока.
Капиллярные вискозиметры просты по конструкции, удобны
в работе и надежны, так как не имеют вращающихся и трущихся частей. Они состоят из обогреваемого резервуара (вискозиметрической
бомбы), на конце которого закрепляется капилляр, подвижного плунжера и системы задания, поддержания и измерения давления. Капилляры – основные измерительные детали вискозиметра – доступны,
могут быть выбраны желаемых размеров и формы, легко поддаются
калибровке [2].
2. Подготовить рабочее место для проведения эксперимента.
3. Получить материалы и необходимую химическую посуду.
4. Подобрать капилляр вискозиметра исходя из условий [16]:
– для вискозиметра типа ВПЖ-1
,
где d – диаметра капилляра, мм,
– кинематическая вязкость растворителя, мм2/с2;
– для вискозиметра типа ВПЖ-2
;
– для вискозиметра типа ВПЖ-4
.
5. Приготовить раствор полимера.
Предварительно измельченный полимер взвешивается на анали-
тических весах с точностью ±0,0001 г и помещается в мерную колбу
на 100 мл. Затем в колбу добавляют небольшое количество растворителя и производят перемешивание с целью растворения полимера.
45
Далее раствор в колбе доводят до метки тем же растворителем и
V
G
С
V
m
V
хорошо перемешивают. Готовый раствор должен быть без не растворившихся частиц полимера, а колба с раствором до проведения опытов по определению вязкости – плотно закрыта пробкой с целью исключения испарения растворителя.
Концентрацию раствора полимера можно вычислить по формуле
,
где G – масса навески полимера, г,
– объем раствора при температуре измерения, см:
,
где m – масса раствора, которая равна сумме массы полимера и растворителя, г,
– плотность раствора полимера, г/см3.
Время истечения растворителя при температуре проведения экс-
перимента должно быть от 80 до 200 с [16].
6. Профильтровать растворитель и раствор полимера.
7. Установить вискозиметр в термостатическую баню (рис. 4.2).
Рис. 4.2. Термостатическая баня TV ВИС-Т-08-04:
1 – блок регулирования температуры; 2 – штуцер встроенного теплообменника;
3 – ванна термостата; 4 – адаптер; 5 – крышка рабочего места; 6 – направляющая; 7 – кран
46
Термостатическая баня предназначена для поддержания необхо-
димой температуры циркулирующего теплоносителя (вода) и обеспечения равномерного температурного поля в рабочей ванне.
Термостатическая баня состоит из следующих основных частей:
– блок регулирования температуры (1), который предназначен
для поддержания температуры потока теплоносителя;
– штуцер встроенного теплообменника (2), который используется
для обеспечения дополнительного охлаждения теплоносителя;
– ванна термостата (3), в которой находится теплоноситель;
– адаптер (4), который предназначен для установки контрольного
термометра;
– крышка рабочего места (5), которая предназначена для ограни-
чения доступа воздуха к поверхности теплоносителя при выходе термостата на установленную температуру и в промежутках между измерениями;
– направляющая (6), которая предназначена для установки дер-
жателя вискозиметра;
– кран (7), который предназначен для слива теплоносителя [17].
8. Заполнить вискозиметр раствором полимера.
9. Подключить термостатическую баню к электрической сети.
10. Подобрать температуру определения вязкости и установить
необходимое значение с помощью блока регулирования (2) бани.
11. Перед измерением выдержать вискозиметр при заданной тем-
пературе не менее 15 мин.
12. Определить время истечения раствора полимера. Повторить
опыт не менее трех раз.
13. Отключить поддержание температуры в термостатической
бане (в том числе от электрической сети) и подождать пока жидкость,
находящаяся в бане, остынет.
14. Извлечь вискозиметр, промыть его чистым растворителем и
высушить.
15. Сдать остатки материала, химическую посуду и рабочее место
преподавателю.
47
Получаемые результаты и их обработка
№
Температура определения вязкости, °С
Время истечения, с
K
1. Данные, полученные в ходе эксперимента, занесите в табл. 4.1.
Таблица 4.1
Результаты эксперимента
2. Определите вязкость () растворов полимеров по следующей
формуле:
,
где К – постоянная вискозиметра, мм2/с2,
– время истечения раствора полимера, с [16].
3. Сделайте вывод.
Содержание отчета по лабораторной работе
Отчет по лабораторной работе должен включать следующие пункты:
1. Цель работы.
2. Приборы и материалы.
3. Последовательность выполнения работы.
4. Результаты работы.
5. Вывод.
Лабораторные работы выполняются индивидуально. Отчет
оформляется в тетради или на листах формата А4.
Контрольные вопросы
1. Какой тип вязкости определяется на капиллярном вискозиметре?
2. Какие типы вискозиметров используются для определения вязкости про-
зрачных веществ, а какие – непрозрачных веществ?
3. Опишите процесс получения раствора полимера.
4. Опишите конструкцию капиллярного вискозиметра и принцип его дей-
ствия.
5. Как изменяется вязкость растворов полимеров при изменении темпера-
туры?
48
Лабораторная работа № 5
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕКУЧЕСТИ РЕАКТОПЛАСТОВ
Цель работы: определить текучесть реактопластов.
Приборы и материалы: химическая посуда, гидравлический
пресс, пресс-форма Рашига, электронные весы, штангенциркуль, перчатки хлопчатобумажные. В качестве материала для определения
вязкости рекомендованы реактопласты в виде пресс-порошков или
таблеток.
Последовательность выполнения работ
1. Изучить устройство пресс-формы Рашига (рис. 5.1) [4].
Рис. 5.1. Пресс-форма Рашига:
1 – обойма матрицы; 2 – формуемый образец 3 – матрица; 4 – пуансон
Пресс-форма Рашига состоит из следующих основных частей:
– обойма матрицы (1), которая предназначена для скрепления
оформляющих элементов пресс-формы;
– матрица (3), которая предназначена для оформления наружной
поверхности изделия. В матрицу загружается исходный материал
в виде порошка или таблеток;
– пуансон (4), который предназначен для оформления верхней
и внутренней поверхности изделия.
2. Подготовить рабочее место для проведения эксперимента.
3. Получить материалы и необходимую химическую посуду.
49
4. Загрузить навеску материала в виде порошка или таблетки
в загрузочную камеру пресс-формы, которую предварительно нужно
нагреть до температуры испытания.
5. Опустить пуансон, создав с помощью гидравлического пресса
удельное давление в камере 30±2,5 МПа.
6. Выдержать пресс-материал под давлением в течение 180 с.
7. Снять давление, разобрать пресс-форму и извлечь получив-
шийся стержень.
8. Повторить опыт 3 раза.
9. Сдать остатки материала, химическую посуду и рабочее место
преподавателю.
Получаемые результаты и их обработка
1. Для каждого образца определите длину (в мм) отпрессованного
стержня от основания загрузочной камеры до его плотной части.
2. Рассчитайте среднее значение текучести реактопласта.
Содержание отчета по лабораторной работе
Отчет по лабораторной работе должен включать следующие пункты:
1. Цель работы.
2. Приборы и материалы.
3. Последовательность выполнения работы.
4. Результаты работы.
5. Вывод.
Лабораторные работы выполняются индивидуально. Отчет
оформляется в тетради или на листах формата А4.
Контрольные вопросы
1. Дайте определение понятию текучести реактопластов.
2. С какой целью определяют текучесть термореактивного материала?
3. От каких факторов зависит текучесть реактопластов?
4. Опишите конструкцию пресс-формы Рашига.
5. Опишите методику определению текучести реактопластов.
50
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]