Капилярная вискозиметрия
Для построения кривых течения образцов при высоких скоростях сдвига используют капиллярный вискозиметр МВ-ЗМ (рис.4). Прибор предназначен для определения вязкостных свойств полимеров в размягчённом и расплавленном состоянии, и в частности, для определения индекса расплава. Принцип основан на измерении объёма расходуемого материала (а) при прохождении через стальной капилляр 1 под действием постоянного напряжения (2) приложенного к исследуемому образцу 3 через рычаг 4 и шток 5. Расход материала определяется по степени погружения штока в камеру 6. Он регистрируется с помощью датчика перемещения 7 и индикатора перемещения 8, сигнал с которого идёт на цифропечатающее устройство и выводится в виде значений времени, за которое шток проходит определённое фиксированное расстояние. Камера помещается в обогревательную печь 9, которая снабжена терморегулятором позволяющим поддерживать постоянную температуру (от комнатной до 350 °С). Использование различных величин нагрузки, изменение плеча рычага и размеров капилляра позволяют проводить измерения в широком диапазоне напряжения сдвига: от 103 до 106 Па. Необходимое для исследования количество вещества ~2 грамм. Для построения кривой течения определяли логарифмы напряжения и скорости сдвига на стенке капилляра. Напряжение сдвига на стенке капилляра (τ) равно:
τ=ΔРr/2(L+nR) [дин/см2],
где L и R длина и радиус капилляра соответственно, n - поправка, учитывающая потери давления на входе в капилляр, ΔРr перепад давления между концами капилляра
ΔРr =981*4*Р/πD2,
где Р - сумма весов грузов, поршня и усилия пружины индикатора, D - диаметр поршня. Тогда
τ=981 *4*P/2πD2(L+nR)=K1*P
или lgτ=lgK1+lgP.
Для определения скорости сдвига на стенке капилляра (γ') сначала рассчитывают её среднее значение (γ'1):
γ'1=Q/πR3,
где Q - расход материала.
Q=(S/t)*(πD2/4),
S - величина перемещения поршня за время t. Отсюда:
γ'1=S*π*D2/4*πR3t=K2*(S/t)
или lgγ'1=lgK2+lg(S/t).
Значения констант К1 и К2 постоянны для каждого капилляра. По найденным значениям lgγ', и lgτ строится вспомогательная осреднённая кривая течения lgγ'1=f(lgτ). Для построения истиной кривой течения, связывающей напряжение сдвига на стенке капилляра со скоростью деформации на стенке производится графическое перестроение данной кривой по уравнению:
lgγ'=lgγ'1+lg(3+n),
где n=d(lgγ'1)/d(lgτ); т.е. тангенс угла наклона касательной в каждой данной точке кривой lgγ'1==f(lgτ). Расчёт значения вязкости (η) производится по формуле:
η=τ/γ'.
Рис. 6. Принципиальная схема микровискозиметра МВ-3М
1-капилляр; 2-груз; 3-исследуемый образец; 4-рычаг; 5-шток; 6-камера (бомба); 7-датчик перемещения; 8-индикатор перемещения; 9-печь с электрообогревом; 10-теплоизулирующая шляпка; 11-съёмная крышка; 12-штатив; 13-опорная плита.
Смотрите также
Пятая группа периодической системы
По электронным структурам нейтральных атомов
рассматриваемая группа может быть разделена на две подгруппы. Одна из них
включает азот, фосфор, мышьяк и его аналоги, вторая — ванадий и его аналоги.
...
Химия парфюмерно-косметических изделий
Слово « косметика» происходит от
греческого слова kosmetike,
что означает « искусство украшать себя», а «парфюмерия»- от французского
parfum, те приятный запах, духи.
Письменные источник ...
Климатические воздействия и их характеристики. Радиационные воздействия их характеристика
...