Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Методика оценки реологических свойств термопластов
По кривым течения
Цель работы: Изучение реологического поведения расплава термо-пласта по кривым течения, полученным при несколькихтем-пературах, и определение энергии активации вязкого течения. Материалы и оборудование: Термопласты в гранулированном или порошкообразном виде. Капиллярный вискозиметр постоянного давления ИИРТ с набором капилляров. Секундомер. Штангенциркуль. 3. Порядок выполнения работы: 3.1. Изучите устройство капиллярного вискозиметра ИИРТ, зарисуйте его принципиальную схему (рис.1) с указанием основных узлов. Изучите инструкцию по технике безопас-ности работы на приборе ИИРТ. 3.2. Оформите в лабораторном журнале таблицу 1 для записи результатов измерений 3.3. 3.3. По Приложению 1 выберите для изучаемого материала условия проведения определения ПТР. Рисунок 1 – Схема прибора ИИРТ 1 – стойка; 2 - груз; 3 – поршень; 4 – цилиндр; 5 – нагреватель; 6 – теплоизоляция; 7 – подставка; 8 – капилляр; 9 – основание; 10 – зеркало; 11 – ручка задвижки; 12 – заглушка
Таблица 1 – Результаты измерений Материал___________________________________
Проведение измерений. Установите на регуляторе температуры прибора требуемое значение температуры. Запишите его в лабораторный Жур-нал. Закройте задвижку канала ИИРТа. Поместите в камеру прибора капилляр. Установите в камеру прибора ртутный термометр. По показа- ниям термометра убедитесь в достижении необходимой тем-пературы и, при необходимости, проведите ее корректировку задатчиком терморегулятора. После нагрева камеры до заданной температуры извлеките термометр, уберите его в картонный чехол. Подготовьте необходимый для проведения опыта набор гру-зов, вес которых соответствует заданной нагрузке. Замерьте штангенциркулем расстояние между крайними метками на штоке прибора и диаметр наконечника штока с точностью до 0,05мм, запишите результаты в лабораторный журнал.
Установите проволочную заглушку снизу в отверстие капил-ляра для предотвращения вытекания расплава до началазамеров. Загрузите в камеру прибора примерно 5 г гранул изучаемого материала, уплотняя их шомполом. Установите шток в камеру, навесьте на него подготовленные грузы. Убедитесь, что шток установлен вертикально. Вклю-чите секундомер и в течение 5 или 10 мин (по указанию преподавателя) прогрейте материал в камере. Секундомер выключите. По окончании времени прогрева уберите проволочную заглушку. Шток под действием грузов начнет двигаться вниз, а через капилляр будет вытекать расплав. В тот момент, когда нижняя метка на штоке опустится до уровня крышки камеры, включите секундомер и зафиксируйте время перемещения штока от нижней до верхней метки (время истечения). Данные занесите в таблицу 1 лабораторного журнала. Выдавите штурвалом прибора или вручную остатки расплава из камеры. Откройте задвижку камеры, выдавите на под-ставку или хлопчатобумажную тряпку капилляр и прочисти-те его медной проволокой. Вновь установите капилляр в камеру прибора. По ртутному термометру убедитесь в соответствии температуры заданному значению. Установите проволочную заглушку. Загрузите следующую порцию гранул. Повторите замеры при других заданных на-грузках (при других температурах, с использованием второго капилляра). Результаты измерений времени истечения запишите в лабо- раторный журнал в таблицу 1. 4.Обработка результатов эксперимента. Проведите обработку экспериментальных данных. Результаты представьте в виде таблицы 2. 4.1.Рассчитайте давление на расплав для каждого опыта: Давление = [Па] (1) Обозначьте: F - давление на длинном капилляре, Р – давле-ние на коротком капилляре. Площадь сечения камеры: Sк = [м2]; (2) Таблица 2 – Результаты обработки экспериментальных данных для построения кривых течения: Материал___________________________________
4.2. Рассчитайте объемный расход расплава для каждого замера: q = v .. Sк [м3/с], (3) где v – линейная скорость перемещения штока, [м/с]; Sк - площадь сечения камеры; м2; v = h / t, где h – расстояние между метками на штоке, м, t – время перемещения штока от нижней метки до верхней, с. 4.3. Постройте график зависимости «давление – расход» для каждого капилляра при заданных температурах (рис. 1). Выберите на рисунке 1 при каждой температуре значения расходов (не менее 4-х), одинаковые для обоих использо-ванных капилляров (q1, q2, q3,q4). Определите значения дав-лений, соответствующих этим расходам на длинном и корот-ком капиллярах (F1,F2, F3, F 4 и P1, P2, P3, P 4). 4.4. Найдите отношение длин капилляров к диаметру (Lk /dk). Постройте для температур, использованных в эксперименте, график «давление – (Lk /dk)» при выбранных значениях q, одинаковом для обоих капилляров и определите по нему величины входовых потерь (Р вх) при каждой температуре. Запишите результаты определения в таблицу 2. 4.5. Напряжение сдвига при температурах опыта рассчитайте по методу двух капилляров, используя давления для одина-ковых расходов q: τ i= [Па], (4) где Fi и Pi - давления, обеспечивающие одинаковый расход qi на длинном и коротком капиллярах; r = 1 мм, радиус капилляров; i - номер значения расхода, выбранного по графику на рисунке 1.
Запишите результаты определения τ в таблицу 2. 4.6.Рассчитайте среднюю скорость сдвига в капилляре: i = [c-1], (5) где q i - объемный расход расплава, соответствующий Fi и Pi, м3/с; r - радиус капилляра, м3
Запишите результаты определения i в таблицу 2. 4.7. Используя результаты расчета τ и i постройте график зависимости «lg τ i – lg i» (рисунок 3). Определите по графику индекс течения n. Запишите результаты определения n в таблицу 2.
4.8. Рассчитайте скорость сдвига на стенке капилляра с учетом полученного значения n. Если n = 1, то , (6)
а эффективная вязкость: ηэф i = τ i / , (7) или lg ηэф i = lg τ i - lg . (8) Если n ≠ 1, (n < 0,95 или n > 1,05,), то (3 + 1/n) (9) ηэф i = τ i / () (10) или lg ηэф i = lg τ i - lg . (11) Результаты расчета занесите в таблицу 2. Рисунок 1 – Схема определения давлений, обеспечивающих равные расходы расплава на капиллярах разной длины.
Рисунок 2 – Схема определения входовых потерь давления графическим методом. Рисунок 3 – Зависимость напряжения сдвига от средней скорости сдвига. 4.9. По результатам эксперимента для каждой температуры строятся зависимости «эффективная вязкость – напряжение сдвига» или «эффективная вязкость – скорость сдвига» (по указанию преподавателя). 4.10. Постройте зависимости «логарифм вязкости – 1/Т» при постоянном значении и постоянном значении τ i . Рассчитайте энергию активации вязкого течения как: Е = 2,3 R [d (lg η эф) / d (l/Т)] кДж/моль (10).
Сравните полученные значения Е при постоянном значении и при постоянном значении τ i .. Сравните результаты с литературными данными. Вопросы для подготовки к лабораторной работе №1 1. Каковы основные отличия течения расплавов полимеров от течения низкомолекулярных жидкостей? 2. Приведите характерные кривые течения для ньютоновской, дилатантной и псевдопластичной жидкостей. Какая жидкость называется псевдопластичной, какая дилатантной? 3. Запишите уравнения, описывающие течение ньютоновской и неньтоновской жидкостей. В чем состоит физический смысл входящих в них параметров? 4.Каковы причины возникновения входовых потерь давления при течении расплавов полимеров в капиллярном вискозимет-ре и как они определяются? Как учитываются потери давления при расчете вязкости расплава? 5. Как изменится вязкость расплава полимера при изменении температуры опыта, молекулярной массы полимера, молекуляр-но-массового распределения, при введении пластификаторов, наполнителей? 6. В чем заключается аномалия вязкости полимерных раство-ров и расплавов? Каковы ее причины? 7. Какое явление носит название «срыв струи»? 8. Каково практическое применение данных о реологических свойствах полимерных расплавов? Библиографический список к лабораторной работе №1. 1.Основы технологии переработки пластмасс./Под ред. В.Н. Кулезнева и В.К. Гусева – Учебник для Вузов, изд.2-е, М.: Химия, 2006.- 600с. (с.331-335, 383-384). 2. Калинчев Э.Л., Саковцева М.Б. Свойства и переработка термопластов: Справочное пособие. Л.: Химия,1983. - 288 с. (С.23-90). 3. Кулезнев В.Н., Шершнев В.А. Химия и физика полимеров: Учебник для вузов. М.: Высшая шк., 1988. - С.156 –171. 4.Малкин А.Я, Чалых А. Е. Диффузия и вязкость полимеров. Методы определения. – М.: Химия,1979.- 304 с. (С. 12-29). 4.Теплофизичвсхие и реологические характеристики полимеров: Справочник /Под общ. ред. Ю. С. Липатова. - Киев: Наукова думка, 1977. - 24 или 324 с.
РАБОТА №2
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-05-11; просмотров: 385; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.218.205.192 (0.043 с.) |