Линейная дилатометрия

Размещено на http://www.allbest.ru/

Линейная дилатометрия является одним из распространённых методов исследования свойств полимеров и полимерных композиционных материалов. Сущность метода заключается в измерении температурных зависимостей термического расширения и определении коэффициента линейного термического расширения, который для большинства материалов сильно зависит от температуры, скорости нагрева и нагрузки на образец.

Измерение относительно термического расширения и КЛТР оказывается необходимым при решении множества технических задач, в частности, при проектировании сложных высокотехнологичных устройств, таких, как авиационная и космическая техника. При этом оказывается важным знание свойств материала в исходном состоянии, а также их изменение под воздействием различных эксплуатационных факторов.

С помощью измерений линейного термического расширения в широком интервале температур можно исследовать релаксационные процессы не только в пленочных или блочных ненаполненных полимерах, но и в ПКМ. Линейное термическое расширение обусловлено процессами, происходящими как на молекулярном, так на субмолекулярном и макроуровне. Это дает возможность исследовать молекулярные процессы, релаксацию начальных напряжений, влияние различных факторов при помощи анализа дилатометрических кривых.

Особое место в дилатометрических исследованиях занимает изучение анизотропии линейного термического расширения. Большинство полимеров и полимерных композиционных материалов являются системами свойства которых сильно зависят от выбранного направления. Такими системами являются, например волокна, пластики с однонаправленными и двунаправленным армированием одноосные полимерные пленки.

Изменения линейных размеров твердых тел регистрируются в линейных дилатометрах. Насчитывается большое число разнообразных конструкций этих дилатометров. Для измерений используются образцы в виде цилиндров, нитей, пленок. Ряд дилатометров для исследования полимерных цилиндрических образцов небольших размеров в широком температурном интервале разработан Бартеневым. Принципиальная схема одного из них приведена на рис. 1. 11. Цилиндрический образец, помещенный в трубку, прижат к ее дну толкателем, соединенным с индикатором перемещений, по показаниям которого определяется изменение размеров образца. Специальная автоматическая система позволяет охлаждать и нагревать образец с постоянной скоростью. Для создания и обеспечения в процессе работы контакта образца с трубкой дилатометра и штоком используются пружины с противовесами. Малые усилия на образец (50-150 Н) обеспечивают достаточно высокую точность измерений (2-5%). Скорости изменения температуры в таком дилатометре малы, что связано с необходимостью избегать больших градиентов температур по образцу.

Измерения линейного теплового расширения в широком интервале скоростей изменения температуры проводят на тонких полимерных пленках и нитях. Для такого типа образцов Сидоровичем и Кувшинским была разработана высокочувствительная установка, позволяющая нагревать и охлаждать образцы с постоянной скоростью в пределах от 0, 5 °С/ч до 2 °С/мин,

Рис. 1.11 Линейный дилатометр:

1 - регулирующая термопара; 2-рабочая камера; 3 - охлаждающее устройство- 4-образец; 5 -трубка; 6~толкатель; 7 -детали подвески толкателя; 8-электрический контакт; 9 -индикатор; 10 - измерительная термопара.

а также поддерживать изотермические условия с точностью до ±0, 2 °С в течение нескольких суток. Измерения проводятся в вакууме на свободно висящих образцах, и наряду с дилатометрическими измерениями может быть проведено и взвешивание образцов. Типичные размеры пленок: длина до 100 мм, ширина 2-3 мм. Регистрация изменения длины образца осуществляется двумя катетометрами. Иная конструкция дилатометра для пленок и волокон разработана Кайминем.

Список литературы

линейная дилатометрия полимер

Ю. К. Годовский « Теплофизические методы исследования полимеров»

Диссертация Клюшниченко А. Б. на тему «Исследование полимерных материалов методом линейной дилатометрии»

Размещено на Allbest.ru