RU2352917C1 - Способ определения предела текучести высоконаполненной полимерной композиции - Google Patents
Способ определения предела текучести высоконаполненной полимерной композиции Download PDFInfo
- Publication number
- RU2352917C1 RU2352917C1 RU2007139208/28A RU2007139208A RU2352917C1 RU 2352917 C1 RU2352917 C1 RU 2352917C1 RU 2007139208/28 A RU2007139208/28 A RU 2007139208/28A RU 2007139208 A RU2007139208 A RU 2007139208A RU 2352917 C1 RU2352917 C1 RU 2352917C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sample
- polymer composition
- height
- heat chamber
- yield point
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области исследования реологических характристик высоконаполненной полимерной композиции, а именно к способу определения предела текучести путем растекания образца между параллельными пластинами при приложении нагрузки, в том числе неотвержденной массы смесевого твердого ракетного топлива. Техническим результатом изобретения является повышение точности определения предела текучести в широком температурном диапазоне. Сущность изобретения заключается в формировании в изложнице, представляющей собой термокамеру, цилиндрического образца полимерной композиции, выталкивании его на поверхность, при этом верхняя плоскость термокамеры и плоскость выталкивающего штока выполняют функцию нижней рабочей пластины. Верхняя рабочая пластина является подвижной и после ее контакта с выпрессованным на поверхность нижней пластины образца нагружается постоянным грузом, под действием которого происходит деформирование образца. После достижения образцом равновесного деформированного состояния замеряется высота образца с помощью индикатора перемещения, фиксирующего движение верхней подвижной пластины. По полученным результатам (высоте образца, приложенной нагрузке) рассчитывается предел текучести исследуемой композиции. 2 ил., 1 табл.
Description
Предлагаемое изобретение относится к области изготовления изделия из высоконаполненной полимерной композиции в том числе изделия из смесевого твердого ракетного топлива, а именно к способу определения предела текучести полимерной композиции при отработке и изготовлении изделий.
Получение монолитного изделия является одной из основных задач процесса изготовления изделия из высоконаполненной полимерной композиции. Предел текучести полимерной композиции наряду с такими реологическими характеристиками, как вязкость, растекаемость, является одним из основных критериев при выборе оптимальных параметров формования и оценки пригодности данной полимерной композиции для изготовления качественного по монолитности изделия.
Известны способы определения предельного напряжения сдвига материала по патентам РФ №1536267, МПК G01N 11/10 и РФ №2300750, МПК G01N 3/26, G01N 3/26, заключающиеся в погружении в испытываемую среду под действием нагрузки пуансона с фиксированием нагрузки, площади и глубины погружения пуансона и в нагружении цилиндрического образца кручением с замером крутящего момента и угла закручивания с последующим в обоих случаях расчетом по результатам испытания напряжения сдвига.
К недостаткам первого способа следует отнести фиксирование нескольких переменных величин при испытании, что может привести к ошибке при расчетах, к недостаткам второго - возможность исследования только твердых заполимеризованных материалов.
Известен способ определения реологических характеристик веществ по патенту РФ №1612243, МПК G01N 11/10 (заявлено 12.01.89 г., опубликовано 07.12.90 г.), заключающийся в деформировании цилиндрического образца между параллельными пластинами. Определение реологических характеристик по данному способу, взятому авторами за прототип, предусматривает приготовление исследуемых материалов (например, суспензии и дисперсной среды), изготовление из них геометрически подобных цилиндрических образцов (двух или более), помещение каждого образца между параллельными пластинами с последующим нагружением их путем сжатия с постоянной силой, измерение времени деформирования цилиндров до заданной одинаковой относительной высоты и расчет реологических характеристик.
Недостатком данного способа определения реологических характеристик является то, что он не содержит ряд существенных признаков, необходимых для оценки с высокой точностью одного из важных показателей реологического поведения полимерных композиций - предела текучести. Знание данного показателя необходимо для обеспечения изготовления монолитного (без воздушных включений) изделия.
Технической задачей настоящего изобретения является разработка способа определения с высокой точностью в широком температурном диапазоне предела текучести высоконаполненной полимерной композиции, в том числе незаполимеризованной массы смесевого твердого ракетного топлива.
Поставленная задача решается следующим образом: цилиндрический образец с соотношением диаметра к высоте 1,4:1,0 формируют в термокамере, термостатируют при температуре 20-70°С в течение 10-20 минут, выпрессовывают выталкивающим штоком на поверхность термокамеры до совмещения торцевой поверхности выталкивающего штока с верхней плитой термокамеры, при этом поверхность выталкивающего штока и верхняя поверхность термокамеры являются нижней рабочей пластиной, опускают верхнюю подвижную пластину до соприкосновения с образцом, нагружают ее грузом массой 250 г и выдерживают в течение 10-20 минут, замеряют высоту образца, при высоте образца более 1,0 см испытание повторяют с увеличением массы груза каждый раз на 250 г до достижения конечной высоты образца 0,3-1,0 см и вычисляют предел текучести по формуле:
где τn - предел текучести полимерной композиции, г/см2;
hн - высота образца полимерной композиции перед нагружением, см;
hk - высота образца полимерной композиции после нагружения, см;
Р - масса груза при испытании, г;
S - площадь сечения образца полимерной композиции перед нагружением, см2;
2,17; 0,17 - постоянные коэффициенты для соотношения диаметра и высоты испытуемого образца 1,4:1,0.
Предлагаемый способ определения предела текучести поясняется фиг.1:
1 - образец исследуемой композиции;
2 - подвижная нагружаемая пластина, соединенная с индикатором перемещения;
3 - термокамера, выполняющая роль неподвижной пластины;
4 - выталкивающий шток.
Приготовленный для исследования образец высоконаполненной полимерной композиции 1 формируют в термокамере 3, выдерживают при требуемых для испытываемой композиции температуре от 20 до 70°С в течение 10-20 минут, затем выталкивающим штоком 4 выпрессовывают вверх до совмещения торцевой поверхности штока с верхней поверхностью термокамеры, при этом поверхность штока и верхняя поверхность термокамеры являются нижней неподвижной пластиной. На выпрессованный образец полимерной композиции опускают соединенную с индикатором перемещения верхнюю подвижную пластину 2, нагружают ее начальным грузом 250 г. До испытаний индикатор перемещения выставляют так, чтобы его показания при контакте подвижной и неподвижной пластин без исследуемого образца равнялись "0". Образец выдерживают под нагрузкой в течение 10-20 минут, затем замеряют высоту образца hk. При высоте образца более 1,0 см испытания повторяют при грузах, увеличивая их каждый раз на 250 г. По полученным результатам испытаний (приложенной нагрузке и высоте образца hk, полученной в пределах 0,3-1,0 см) рассчитывают предел текучести исследуемой композиции по приведенной формуле. По высоте образца hk и величине приложенной нагрузке предел текучести можно определить, руководствуясь графиками, построенными по результатам расчета по указанной формуле и приведенными на фиг.2 для грузов массой 250, 500, 750 г.
Примеры конкретного исполнения способа и результаты приведены в таблице.
Условия исполнения способа | Результат |
1. Проведение испытаний на образце с соотношением диаметра к высоте 1,4:1,0 | При указанном соотношении имеется наилучшая сходимость результатов определения предела текучести полимерной композиции, определенного по предлагаемому способу |
2. Нагружение образца до достижения высоты 0,3-1,0 см. | Нагружение образца до конечной высоты в указанных пределах дают наиболее достоверный результат из-за экспоненциального вида графической зависимости τn=f(hk) при любой величине приложенной нагрузке |
3. Проведение испытаний выше температуры переработки полимерной композиции 70°С. | Определение предела текучести при температуре выше температуры переработки полимерной композиции приводит к занижению фактического значения и, как следствие, ошибочно назначенным параметрам формования монолитных изделий |
4. Проведение испытаний ниже температуры переработки полимерной композиции 20°С. | Определение предела текучести при температуре ниже температуры переработки полимерной композиции приводит к завышению фактического значения и, как следствие, ошибочно назначенным параметрам |
формования монолитных изделий. | |
5. Действие нагрузки на образец менее 10 минут. | При действии нагрузки менее 10 минут не достигается равновесное деформированное состояние образца и, как следствие, ошибочно назначенным параметрам формования монолитных изделий |
6. Действие нагрузки на образец более 20 минут. | При действии нагрузки более 20 минут увеличивается продолжительность выполнения операций, а следовательно, увеличение трудозатрат |
Как следует из таблицы, наличие в описываемом способе определения предела текучести полимерной композиции, совокупности действий, порядка их исполнения и условий, обеспечивающих возможность исполнения этих действий, позволяют определить достоверное значение предела текучести, что необходимо для назначения оптимальных параметров формования и оценки пригодности данной полимерной композиции для изготовления монолитных (без воздушных включений) изделий.
Предлагаемый способ определения предела текучести полимерной композиции проверен с положительными результатами в ФГУП "НИИПМ" и ФКП "Пермский пороховой завод".
Claims (1)
- Способ определения предела текучести высоконаполненной полимерной композиции, включающий формирование образца цилиндрической формы, нагружение его путем сжатия между параллельными пластинами до определенной высоты, отличающийся тем, что цилиндрический образец с соотношением диаметра к высоте 1,4:1,0 формируют в термокамере, термостатируют при температуре 20-70°С в течение 10-20 мин, выпрессовывают выталкивающим штоком на поверхность термокамеры до совмещения торцевой поверхности штока с верхней поверхностью термокамеры, при этом поверхность штока и верхняя поверхность термокамеры являются нижней рабочей пластиной, опускают верхнюю подвижную пластину до соприкосновения с образцом, нагружают образец грузом массой 250 г и выдерживают 10-20 мин, замеряют его высоту, при высоте образца более 1,0 см испытание повторяют с увеличением массы груза каждый раз на 250 г до достижения конечной высоты образца 0,3-1,0 см и вычисляют предел текучести по формуле
где τn - предел текучести полимерной композиции, г/см2;
hн - высота образца полимерной композиции перед нагружением, см;
hk - высота образца полимерной композиции после нагружения, см;
Р - масса груза при испытании, г;
S - площадь сечения образца полимерной композиции перед нагружением, см2;
2,17; 0,17 - постоянные коэффициенты для соотношения диаметра и высоты испытуемого образца 1,4:1,0.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007139208/28A RU2352917C1 (ru) | 2007-10-22 | 2007-10-22 | Способ определения предела текучести высоконаполненной полимерной композиции |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007139208/28A RU2352917C1 (ru) | 2007-10-22 | 2007-10-22 | Способ определения предела текучести высоконаполненной полимерной композиции |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2352917C1 true RU2352917C1 (ru) | 2009-04-20 |
Family
ID=41017875
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007139208/28A RU2352917C1 (ru) | 2007-10-22 | 2007-10-22 | Способ определения предела текучести высоконаполненной полимерной композиции |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2352917C1 (ru) |
-
2007
- 2007-10-22 RU RU2007139208/28A patent/RU2352917C1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Siebenmorgen et al. | Glass transition temperature of rice kernels determined by dynamic mechanical thermal analysis | |
US5038295A (en) | Solid propellant service life analysis via nondestructive testing | |
Bush et al. | Mechanical measurements of heterogeneity and length scale effects in PEG-based hydrogels | |
Ng et al. | Linear to non-linear rheology of wheat flour dough | |
RU2184361C1 (ru) | Способ определения прочностных свойств пленочных материалов | |
Butkovich | Strength studies of high‐density snows | |
Yue et al. | Effects of fermentation on the rheological characteristics of dough and the quality of steamed bread | |
Andena et al. | Effect of processing on the environmental stress cracking resistance of high-impact polystyrene | |
AU753001B2 (en) | A method of analyzing a sample of a product having a starch content, and an apparatus for such analyze | |
US4238952A (en) | Method of determining characteristic rheological quantities of viscoelastic materials | |
Ed-Daoui et al. | Study of the viscoelastic properties of the agarose gel | |
RU2352917C1 (ru) | Способ определения предела текучести высоконаполненной полимерной композиции | |
CN104897478B (zh) | 一种确定nepe推进剂加速贮存试验取样时间的方法 | |
Siviello et al. | Analysis of linear viscoelastic behaviour of alginate gels: effects of inner relaxation, water diffusion, and syneresis | |
Yu et al. | Development and evaluation of a thermo-TDR probe | |
RU2631616C1 (ru) | Способ определения границ пластичности грунтов | |
KAMEL et al. | SOME FACTORS AFFECTING GELATIN GEL TEXTURE EVALUATION BY PENETRATION TESTING 1 | |
SU945739A1 (ru) | Способ определени динамической прочности материала | |
RU2312322C2 (ru) | Способ определения термомеханических характеристик материалов | |
Kroth et al. | Combination of cyclic fatigue testing and materials characterisation to investigate ageing of elastomers | |
Baldwin et al. | Experimental examination of the statistical theory of rubber elasticity. low extension studies | |
RU2800725C1 (ru) | Способ циклического контроля структурно-механических характеристик мякиша хлебобулочных изделий | |
RU2382351C2 (ru) | Способ оценки потери пластичности по изменению микротвердости конструкционной стали | |
RU2706106C1 (ru) | Способ определения ресурса стальных изделий | |
RU2417360C2 (ru) | Способ определения прочности гелеобразных продуктов |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20140807 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181023 |