Лабораторная работа №4

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ РАЗМЯГЧЕНИЯ (ТЕПЛОСТОЙКОСТИ) ПАСТМАСС ПО МЕТОДУ ВИКА

Цель работы: Освоить методику и приобрести практические навыки определения теплостойкости пластмасс, полученных на основе термопластичных полимеров.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Сущность метода Вика (ГОСТ 15088-83) заключается в определении температуры, при которой стальной индентор (пуансон) площадью поперечного сечения 1мм² погружается под действием силы 10 или 50 Н в испытуемой образец из плотного термопласта , нагреваемый с постоянной скорость 50 или 100°С / час, на глубину 1 мм.

При испытании же пористого (ячеистого) термопласта сущность метода Вика заключается в определении температуры , при которой образец под действием той же силы сжимается на 1мм.

Испытание плотных пластмасс проводят преимущественно в жидкой среде, ячеистых - только в воздушной. Для испытания плотных пластмасс применяют образцы толщиной 3,0-6,4 мм, их длин (диаметр) составляет не менее 10 мм. Допускается испытывать образцы толщиной 1,5-3,0 мм. В этом случае два образца складывают без видимых зазоров так, чтобы их общая толщина находилась в пределах допустимых значении.

Образцы ячеистых пластмасс имеют форму параллепипеда размерами (20,0+1,0) x (20,0+1,0) x (10,0+0,5) мм. При их испытании дополнительно используют две металлические пластинки размером 23 x 23 x 2 мм.

Результаты полученные в ходе испытаний в соответствии ГОСТ 15088-83 должны сопровождаться сведениями о величине нагрузки на образец в опыте (нагрузка 10 Н соответствует способы нагружения А, а 50 Н - способу В) и о скорости повышения температуры (скорость 50°С/час соответствует варианту нагрева I, а 120°С/час варианту II).

ТЕХНИКА И МЕТОЛИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

Температура размягчения по Вика определяется прибором (рис. 1), принцип действия которого аналогичен принципу действия прибора, применяемого для определения сроков схватывания гипса и цемента.

Прибор состоит из измерительного устройства 1 , подвижного стержня 4 и штатива 10. В нижней части подвижного стержня закреплен индикатор 8 цилиндрической формы из нержавеющей стали. Длина выступающей части индикатора 3 мм, диаметр 1,1 мм. В верхней части прибора на пластине 3 размещен сменный груз 2 , нагружающий образец А силой 10 Н, а по способу В силой 50 Н. Штатив прибора имеет направляющие втулки 6, обеспечивающие строго вертикальное перемещение в них стержня 4 и окно для установки термометра 7. Под индентором находится нижняя опорная площадка штатива для размещения на ней испытуемого образца 9. Прибор, за исключением его измерительной части груза, помещают в жидкостной или воздушный термостат ( на рис. не показан ), обеспечивающий нагревание теплопередающей среды. Термостат снабжен регулятором, обеспечивающим равномерное повышение температуры со скоростью 50°С/час по варианту I или 120С/час по варианту II.

Общая масса стержня с индентором и пластиной для груза составляет около 100 г , что обеспечивает предварительное нагружение образца силой 1 Н .

Рис. 1. Схема прибора для испытания по Вика: 1 – измерительное устройство; 2 – груз; 3 – несущая пластина; 4 – металлический стержень; 5 – уровень теплопередающей среды (при испытании в жидкой среде); 6 – направляющая втулка; 7 – средство для измерения температуры; 8 – индентор; 9 – образец для испытаний.

Испытуемый образец плотной пластмассы помещают на нижнею опорную площадку штатива под индентор нагруженного стержня. Любая точка поверхности индентора должна при этом находиться на расстоянии не менее 3 мм от края испытуемого образца.

Образец ячеистой пластмассы помещают в центре нижней металлической пластинки, а верхнюю пластинку устанавливают на образец таким образом, чтобы индикатор касался центра площадки.

Прибор с образцом погружают в теплопередающую среду. Средство для измерения температуры (например, ртутный термометр) помещают так , чтобы датчик находился рядом с образцом . Испытание начинают при температуре теплопередающей среды 50°С ниже ожидаемой температуры размягчения .

Через 5 минут помещают груз на несущую пластинку в соответствии со способом испытания и отмечают показания измерительного устройства или устанавливают его на нулевую отметку.

Температуру термостата равномерно повышают со скоростью (50+5)°С/час или (120+10)°С/час , интенсивно перемешивая жидкость в ходе испытания . Температура, при которой индентор проникает в образец на глубину (1,00+0,01)мм, является температурой размягчения по Вика данного образца.

Если во время испытания на одном из образцов появляются значительные изменения (образование трещин, выпучивание и т.п.), которые могут повлиять на результат, испытание необходимо повторить.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Оборудование и принадлежности:

- для испытания по Вика;

- жидкостный или воздушный термостат;

- термометр.

1. Поместить образец под индентор прибора.

2. Погрузить прибор с образцом в термостат.

3. Установить термометр в штатив прибора.

4. Выдержать образец в течение 5 минут при заданной исходной температуре в термостате

5. Установить необходимый груз на подвижный стержень с индентором.

6. Установит измерительное устройство прибора на нулевую отметку.

7. Включить термостат на нагрев с требуемой скоростью.

8. Произвести фиксацию температуры в термостате в момент погружения индентора в образец на глубину 1 мм.

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПИРЕМЕНТА.

За температуру размягчения испытуемого материала принимают среднее арифметическое значение измеренных температур округленное до целого градуса Цельсия, допускаемые расхождения между которыми не должны превышать 2°С при испытании в жидкой среде и 6°С при испытании в воздушной среде. Если расхождение между отдельными значениями температуры размягчения отличаются от допустимых, то испытание повторяют.

СОДЕРЖАНИЕ И ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА ПО РАБОТЕ.

При оформлении работы необходимо указать:

1. Название и цель работы.

2. Вид и обозначение испытуемого материала.

3. Размеры образцов, толщину и количество слоев составных образцов.

4. Способ А или В и вариант нагревания I или II.

5. Наименование теплопередающей среды.

6. Температур размягчения по Вика в градусах Цельсия, отдельные значения и среднее арифметическое.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ.

1. Какие теплопередающие среды используют при определении температуры размягчения пластмасс по методу Вика?

2. Чем отличается способ нагрузки А от способов В при испытании пластмасс?

3. Чем отличается вариант нагрева I от варианта II при испытании пластмасс?

Время, отведенное на лабораторную работу.

Подготовка к работе 0,2 акад.часа.

Проведение работы 1,1 акад. часа.

Обработка результатов 0,2 акад. часа.