Способ определения газопроницаемости полимерных материалов

 

Изобретение относится к способам определения газопроницаемости материалов, преимущественно полимерных и композиционных, при их получении и применении в химической, машиностроительной и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение точности определения ,путем устранения погрешности, связанной с вьщелением летучиз{ веществ и адсорбцией. Испытуемый образец герметично зажимают между рабочей и измерительной камерами. Сравнительный образец, идентичный испытуемому , зажимают между дополнительными измерительной и рабочей камерами . Все камеры соединяют с атмосферой , затем отсекают от нее измерительные камеры, подключают к дифференциальному манометру. Через испытуемый образец пропускают газ поддерживая заданное давление Р в рабочей KaMv oe испытуемого образца. Определяют изменение давления и объема газа в измерительной камере испытуемого образца за заданное время лТ и определяют газопроницаемость К по формуле: (Po, AV+лР-У+дРдУ) / /at F-p-Py R-T, где |М -, молекулярная масса газа, 1 - толщина образца; F - площадь рабочей поверхности образца j V - объем измерительной камеры , рплотность газа; Р - атмосферное давление в момент начала опыта; Р, - перепад давления на образце йЛГ - продолжительность эксперимента; лР - изменения давления в измерительной камере;uV - изменение объема измерительной камеры; R - универсальная газовая постоянная; Т - температура, К. Использование предлагаемого способа отличается простотой аппаратуры и оперативностью получения информации о газопроницаемости , что важно при отработке технологического режима получения композиционных материалов. 1 з.п. , ил. с (Л to со 00 СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1I) А1 (51)4 G 0) N 15 08,1

Э

1

» ф

»

\Я

r 4:.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОВСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 е»ю»»»»»»»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3975531/31-25 (22) 24.06.85 (46) 23,02.87, Бюл, и - 7 (72) В»Г,Макаров, С.М.Кашин, А.В.Мо- . розов, А.!0.Áèòíåâ и Л.А.П1апкина (53) 536,35(088.8) (56) Рейтлингер С.А. Проницаемость полимерных материалов. — М.: Химия . (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГАЗОПРОНИЦАЕМОСТИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ (57)-Изобретение относится к способам определения газопроницаемости материалов, преимущественно полимерных и композиционных, при их получении и применении в химической, машиностроительной и других отраслях промышленности. Цель изобретения — повьппение точности определения путем устранения погрешности, связанной с выделением летучих веществ и адсорбцией. Испытуемый образец герметично зажимают между рабочей и измерительной камерами. Сравнительный образец, идентичный испытуемому,зажимают между дополнительными измерительной и рабочей камерами. Все камеры соединяют с атмосферой, затем отсекают от нее измерительные камеры, подключают к дифференциальному манометру. Через испытуемый образец пропускают газ поддерживая заданное давление P в рабочей камское испытуемого образца.

Определяют изменение давления и объема газа в измерительной камере испытуемого образца за заданное время ьТ и определяют газопроницаемость

К по формуле: К=р1(Р Ю+лР 7+ьРлЧ) /

/ь . Р Р-Р.;. R.Ò, где p —. молекулярная масса газа, I — толщина образца;

F — площадь рабочей поверхности образца; V — объем измерительной камеры, 1- плотность газа, Р „, — атмосферное давление в момент начала опыта; Р„ — перепад давления на образце, a7 — продолжительность эксперимента;пР— изменения давления в измерительной камере;47 — изменение объема измерительной камеры; R —универсальная газовая постоянная;

Т вЂ” температура, К. Использование предлагаемого способа отличается простотой аппаратуры и оперативностью получения информации о гаэопроницаемости, что важно при отработке технологического режима получения композиционных материалов. 1 з,п, фалы, 1 ил.

1 129185

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения . газопроницаемости этих материалов при их получении и применении в химической, машиностроительной и других отраслях промышленности, Целью изобретения является повышение точности определения путем f0 устранения погрешности, связанной с выделением летучих веществ и с адсорбцией.

На чертеже приведена схема установки для реализации предлагаемого способа.

Устройство содержит рабочую камеру 1, измерительную камеру 2, дополнительную измерительную камеру 3 и дополнительную рабочую камеру 4. 20

Между рабочей камерой 1 и измерительной .камерой 2 помещен испытуемый образец 5. Между дополнительной рабочей камерой 4 и дополнительной измерительной камерой 3 помещен сравни- 25 тельный образец 6. Дифференциальный манометр 7 подключен через трехходовые краны 8 и 9 соответственно к измерительной камере 2 и дополнительной измерительной камере 3. 30

Рабочая камера 1 и дополнительная рабочая камера 4 отсечены двухкодовыми кранами 10 и ll и соединены с атмосферой через трехходовой кран

12. Для создания и поддержания нужного давления в рабочих камерах служит газовый баллон 13 и редуктор 14.

Все камеры и образцы термостатируются в боксе 15. Температура в блоке контролируется с помощью термомет- 40 ра 16.

Последовательность определения газопроницаемости следующая: два идентичных образца испытуемого материала помещают между рабочими (1 и 4) и измерительными (2 и 3) камерами; все камеры и образцы термостатируют, при этом краны 10 и 11 открыты, а краны 8, 9 и 12 соединяют все камеры с атмосферой; после установления постоянной температуры краном 12 отсекают рабочие камеры 1 и 4 от атмосферы, оставляя их соединенными между собой; создают давление в камерах 1 и 4, превьш ающее атмосферное на требуемую для испытания величину Р, с помощью баллона 13 и редуктора 14;

1 ? Р лЧ+ьР Ч+дР. 6V) ьТFPP, RT где

- 1

F молекулярная масса ra a; толщина образца; площадь рабочей поверхности образца; д объем измерительной камеры, плотность газа; атмосферное давление в момент начала опыта; перепад давления на образце; продолжительность эксперимента; изменение давления в измерительной камере; изменение объема измерительной камеры; универсальная газовая постоянная; температура, К, V

P,.:

Пример, Испытуемый образец стеклопластика на полиимидном связующем с помощью фланцевого соединения герметично зажимают между рабопродувают все камеры газом через образцы в течение 20 .мин до установления адсорбционного равновесия в них и на образцах; краном 12 соединяют рабочую камеру 4 с атмосферой, одновременно отсекая этим же краном камеру 1 от камеры 4 и, после выравнивания давления в камере 4 с атмосферным, закрывают кран 11; по образцовому ртутному манометру измеряют атмосферное давление, после чего немедленно кран 9 ставят в положение, соединяющее измерительную камеру 3 с дифференциальным манометром, одновременно отсекая ее от, атмосферы; измерение начинается, когда отмечается время () по секундомеру в момент постановки крана 8 в положение, соединяющее измерительную. камеру 2 с дифференциальным манометром, одновременно отсекающее ее от атмосферы, через промежуток времени (gi) фиксируется изменение давления (ьР) и объема (аЧ) по дифференциальному манометру, а камеры 2 и 3 вновь соединяют с атмосферой, Полученные таким способом данные подставляют в расчетную формулу для гаэопроницаемости К

3 12918 чей 1 и измерительной 2 камерами.

Сравнительный образец, идентичный первому, зажимают между дополнительными рабочей 4 и измерительной 3 камерами. Образцами служат диски диаметром 135 мм и толщиной 10,29 мм, изготовленные методом горячего прессования. Камеры термостатируют при температуре 298 К, В качестве дифференциального манометра используют Я

U-образный манометр. Испытания проводят .по описанной выше методике.

Камеры продувают сжатым воздухом в течение 20 мин. Атмосферное давление измеряют образцовым ртутным манометром. Опыты прекращают при одном и том же изменении давления лР=2,02?" — Ь

<10 МПа и объема измерительной камеры испытуемого образца (2) ьЧ=

=1,9 10 м, фиксируя время достижения этих изменений. Параметры, необходимые для расчета газопроницаемости по воздуху, следующие: молекулярная масса воздуха =28,98г/моль, толщина образца 7=1,03"-1О м, рабочая площадь образца F=7,85 10 з м2, объем измерительной камеры (2) V=

=0,978 10 м,,атмосферное давление P- =9,748 .10 МПа, - плотность воздуха P=1,188 1О г/см ; универсаль-,-.@ ная газовая постоянная R=

=8,31 Дж/моль г; температура T=

=298 К перепад давления на образце

-2

Р, =9,723 10 МПа, изменение давления в измерительной камере 6P=2,022"

35 10 ИПа; изменение объема измери-6 3 .тельной. камеры ьV=1 9"10 м, продолжительность эксперимента

=200,3 с.

Полученные даннь3е подставили в 40 формулу для расчета коэффициента га - б зопроницаемости К=1,399 10

Р1(Р Ч+,Р V+ Р - V) ьгFgP RT где

P

2, Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности путем устранения погрешности, связанной с адсорбцией, перед пропусканием газа через испытуемый образец оба образца продувают газом, поддерживая в рабочих камерах давление P и подключая. измерительные камеры к атмосфере.

Формула изобретения45

1. Способ определения газопроницаемости полимерных материалов, saключающийся в размещении испытуемого образца между рабочей и измерительной камерами и измерении измене- 50 ния давления в измерительной камере, 51 4 отличающийся тем,что, с целью повышения точности определения путем устранения погрешности, связанной с выделением летучих веществ, между дополнительными рабочей и измерительными камерами размещают сравнительный образец, измерительные и рабочие камеры сообщают с атмосферой, затем сообщающие с атмосферой краны перекрывают, подключая к дифференциальному манометру измерительные камеры, и пропускают гаэ через испытуемый образец, поддерживая заданное давление P в рабочей камере испытуемого образца, определяют изменение давления и объема газа в измерительной камере испытуемого образца за промежуток времени а газопроницаемость К определяют по формуле молекулярная масса газа; толщина образца;. площадь рабочей поверхности образца; объем измерительной камеры; плотность газа; атмосферное давление в момент начала опыта; перепад давления на образце по отношению к атмосферному; изменение давления в измерительной камерен изменение объема измерительной камеры; универсальная газовая постоянная; температура, К.

129185)

Составитель В.Алексеев

Редактор Г.Волкова Техред И.Homos — Корректор С.Черни

Заказ 224j41 Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11303S, Москва, Ж-35, Раунская наб ., д. 4/5

Проийводстванно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4