МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЛЕНТЫ



 

Характеристика объектов исследование

 

 В качестве объектов исследование выбрана полипропиленовая тканая лента «ЛР-30», производство ООО «Квинта» г. Казань, Состав сырья 100% полипропилен.

Свойства полипропиленовой ленты: плохая сминаемость; светоустойчивость; износостойкость; устойчивость к большинству органическим растворителям, а так же к различным кислотам и щелочам; устойчивость к растяжению.

Полипропилен имеет самую меньшую из всех видов пластика плотность – 0,9 г/см3, он является достаточно твёрдым, чем объясняется его наименьшей стойкостью к истиранию, и имеет самое большое значение термостойкости (этот материал начинает размягчаться при температуре 140°С и плавится при 170°С), и также он практически не подвержен коррозии. Полипропилен является высокочувствительным к кислороду и свету (понижение его чувствительности происходит во время введения стабилизаторов). И, как будет вести себя полипропилен во время растяжения, ещё больше зависит от температуры, а также скорости, с которой прикладывается нагрузка. Чем более низкой будет скорость растяжения данного материала, тем высшим будет показатель его механических свойств. При высоких значениях скоростей растяжение, которое разрушает напряжение во время растяжения полипропилена, является существенно более низким, чем его граница текучести во время растяжения.

 

Характеристика физико-механических свойств

 

В данной работе использовалисьразличные видыхимических веществи кислот. В певрую очередь, мы использовали соляную кислоту для определение взаимодействия материала, для выявления недостатков данного материала, от химического вещества.

Кислота соляная техническая ГОСТ 3118-77. Дата введение 1979-01-01.

Настоящий стандарт распространяется на реактив – соляную кислоту а так же ( в раствор хлористого водорода), представляющую собой безцветную жидкость с резким запахом, дымящиеся на воздухе; смешивается с водой, бензолом и с эфиром. Плотность кислоты 1,15 -1,19 г,см3 ГОСТ 3118-77 (СТ СЭВ 4276-83) Показатели технического уровня, установленные настоящим видом стандартом, предусмотрены для первой категории качества. Формула соляной кислоты (HCl) Молекулярная масса по международным атомным массам 1971 г. – 36,46 [23].

Техническая вода ГОСТ 17.1.1.04-80 [24]. Вода техническая – вода, кроме питьевой, минеральной и промышленной, пригодная для использования в народном хозяйстве. Техническая вода по ряду показателей может обладать более низким качеством, чем питьевая. Тем не менее, ГОСТ прямо не определяет эти показатели, так как техническая вода в России до сих пор не нормируется по единым руководящим документам. Это вызвано тем, что в настоящее время существует два различных вида нормирования: это нормирование по группе физико-химических показателей и по модели состава (свойствам). Нормирование по модели состава является более предпочтительным – оно определяет такие свойства технической воды, как способность вызывать коррозию или образование накипи в процессе эксплуатации механизмов и материалов, замутнение растворов, выпадение осадка и подобные.

Пирофосфат Калия ГОСТ Р.55054-2012 [25] (дифосфорная кислота)2014-01-01 представляет собой неорганическое соединение в кристаллической форме, которое бывает в виде белого порошка или прозрачных гранул. Плотность 2,56; тригидрат - 2,83 г/см³. Является очень термостойким, плавится при 1090, при нагревании до указанной температуры вещество разлагается. В текстильной промышленности, он используется как диспергирующая добавка и буферный агент, для улучшения качества отбеливания и окрашивания удалением малого количества ионов железа из воды.

           Дистиллированная вода.ГОСТ 6709-72 [26].Настоящий стандарт распространяется на дистиллированную воду, получаемую в перегонных аппаратах и применяемую для анализа химических реактивов и приготовления растворов реактивов.Дистиллированная вода представляет собой прозрачную, бесцветную жидкость, не имеющую запаха.

 


3.3 Методы и средство исследования

 

Масса полипропиленовой ленты в зависимости от исходных параметров могут быть данными от 350 мм по 25 мм ширина 5,365 мг, с погрешностью 0,2 %. Дляопределение массы полипропиленовой ленты использовались Лабораторные весы с наименованием Масса-К ВК-1500.1 (рис.3.1.).Электронные лабораторные весы ВК 2 класса точности определялись и предназначались для статических измерений веществ и материала на предприятиях и в научно-производственных лабораториях, в различных отраслях промышленности. Имеют возможность работы в нескольких единицах измерения веса и режимах взвешивание. Лабораторные весы рекомендуются приобретать именно в комплекте с гирями[27].

Рисунок 3.1 – Лабораторные весы Масса-К ВК-1500.1

Для определения прочности материала использовалась машина «SHIMADZU»(рисунок 3.2) Тестер дляопределение и упругости, а так же прочности материала, изготовлен с заказным программным обеспечением.

Физико-механические опыты были проделаны на разрывной машине производством фирмы «SHIMADZU» Разрывная машина– это лабораторное оборудование,предназначенноедля проведения испытаний на растяжение или разрыв различных материалов и деталей. В таких машинах используются специальные захваты, устройства и приспособления.

Основные части машины являются:

1. нагружающий модулькласса (однозонный или двухзонный, вертикальный или горизонтальный);

2. модуль управления имеет (гидравлический или электромеханический);

3. специальные захваты и приспособления (клиновые механические захваты, тисочные захваты, клиновые гидравлические захваты, пневматические захваты, столы сжатия, приспособления на изгиб, приспособление на прокол, приспособление на сдвиг, приспособление на сплющивание и т.д.);

4. дополнительные измерительные приборы (экстензометры контактные, экстензометры бесконтактные);

5. для испытания материалов при повышенных или пониженных температурах, отличных от нормальной применяют навесные муфельные печи или подкатные (встроенные) климатические камеры.

На рисунке 1.6 представлена разрывная машина[28].

 

Рисунок 3.2 – Разрывная машина «SHIMADZU»

 

Процесс разрывания полипропиленовой ленты проводят на специальных, разрывных машинах. Разрывные машины бывают разных марок и нагрузок. Какие-то рассчитаны на 200кг, другие на 2000т. Результаты эксперимента автоматически записываются на компьютернаходящийся рядом, этот процесс записывается так же и в ручном режиме. Порядок выполнения работы происходит так:

1. Для началав первую очередь запускают установку. Для того, чтобы она работала стабильно, требуются от силы примерно около 5-10мин ожидания. Это нужно для того, чтобы установка откалибровалась и была в режиме по умолчанию;

2. Затем в последующем действие нужно запустить программу на компьютере, для определения различных данных, и записи результатов  приведения графиков на разрыв. Делают контрольные точки, для своих результатов и подготавливают образцы к моменту  разрыву;

3. На разрывной машине, должен иметь интервал между закрепителями и зажимами должен быть около 10см, и поэтому, прежде чем крепить образец, нужно удостовериться в том, что требование проходит в соответствие на соблюдение правил управление данным оборудованием. Если же оно не имеет или вовсе нет, то машину можно перевести с автоматического в ручной режим, и поднять/опустить закрепители на нужный интервал. Проверяют интервал между закрепителями  обычно линейкой, или любым другим измерительным прибором, имеющим 10 см;

4. Инструментом открепляют винты на закрепителях и вставляют в отверстие полипропиленовую ленту. Лента должна быть ровно натянута между закрепителями. Так же, чтобы при разрыве лента не вырвалась, используют шкурку. Она жесткая, и крепко держит концы ленты в зажиме;

5. После, винты обратно заворачивают и запускают процесс разрыва. Следует отметить, что разрывные машины бывают разные. На некоторых нет винтов с болтами, а бывают тиски, которые закрепляют ленту, по часовой или против часовой сторон;

6. График и значения автоматически заносятся в компьютер до момента разрыва ленты. Результаты можно сохранять в разных форматах. Это может быть и картинка, и таблица, и текстовый документ. Машина возвращается в исходное положение (может быть с погрешностью), закрепители расслабляют, чтобы снять ленту.

Длина проб лент должна быть примерно одинакова, иначе это будет показано на графике. Допустим, если провести несколько разрывов, графики между собой будут параллельно совпадать, что благоприятно для результатов. Если длина будет разной, то и погрешность высокой.

В эксперименте могут использоваться не только обычные ленты, а также пропитанные в разных растворах, что придает им различные свойства.ленты при определенных пропитках будут дольше разрываться, что является хорошим показателем прочности. Все зависит от вида раствора.

Машина на истирание предназначена для определения сопротивления истиранию при скольжении резины и резиновых изделий, путем истирания образцов прижатых к образивной поверхности обращения с постоянной скоростью диска при постоянной нормальной силе согласно методике, изложенной в ГОСТ 426. В таблице 3.1 представлены технологические характеристики оборудования [29].

 

Таблица 3.1 – Технологическая характеристика истирание полипропиленовой ленты

Число  испытываемых образцов, шт 3
Число оборотов рабочего диска, об/мин 100
Относительная скорость скольжения образцов, м/сек 0,32
Поджимной груз, гр. 10, 20, 50, 100, 200
Потребляемая мощность, кВт 0,4
Напряжение, В 220
Частота, Гц 50
Габаритные размеры, мм Не более 740х405х400
Масса, кг 50

 

Метод истирания обычно проводят для проверки износостойкости ленты, до ее разрушения. Ленту не сильно зажимают между губкой и зажимом. Закрепляют и включают аппаратуру. Сначала истирают по часовой, потом против часовой. Эффективность истирания зависит от жесткости шкурки, закрепленной на вращательном кольце. Истирать можно по циклам, это определяют по циферблату. Циклы бывают разные, 50, 75, 100, 125, 150 и больше. На каждую ленту нельзя определить точно, сколько понадобится циклов, т.к. состав и материал бывают разные. В данном случае полипропиленовая лента, для которой требуется жесткая шкурка, т.к. на обычных №700 шкурках процесс истирания займет  длительное время.

Для придания физико-механических свойств использовался физико-химический процесс электролиза. Электролиз (от греч. «лизис»–разложение, растворение, распад) – это совокупность физико-химических явлений на находящихся в жидкости электродах при прохождении электрического тока.

На рисунке 3.3представлена схема процесса электролиза.

Рисунок 3.3 – Схема процесса электролиза

 

Для осуществления электролиза к отрицательному полюсу внешнего источника постоянного тока присоединяют - катод, а к положительному полюсу - анод, после чего погружают их в электролизер с раствором или расплавом электролита. На поверхности электрода, подключенного к отрицательному полюсу источника постоянного тока (катоде), ионы, молекулы или атомы присоединяют электроны, т. е. протекает реакция электрохимического восстановления. На положительном электроде (аноде) происходит отдача электронов, т. е. реакция окисления. Таким образом, сущность электролиза состоит в том, что на катоде происходит процесс восстановления, а на аноде процесс окисления. В результате электролиза на электродах (катоде и аноде) выделяются соответствующие продукты восстановления и окисления, которые в зависимости от условий могут вступать в реакции с растворителем, материалом электрода и т. п., так называемые вторичные процессы [30].

Полипропилен имеет более высокую температуру плавления, чем полиэтилен, и соответственно более высокую температуру разложения. Чистый изотактический полипропилен плавится при 176 ºC. Максимальная температура эксплуатации полипропилена 120 - 140 ºС. Все изделия из полипропилена выдерживают кипячение, и могут подвергаться стерилизации паром без какого-либо изменения их формы или механических свойств.

В дальнейшем исследование полипропиленовой ленты, проводили опыты на определение недостатков различными химическими веществами, для выявление различных показателей свойств ленты, представленав таблице3.2

Таблица 3.2 –Химические опыты с различными веществами и кислотами.

Промежуточное время Напряжение Сила тока
1 2 3 4

Обработка ленты в растворе соляной кислоте (HCl) (11,5 г/л)

1 0 17 Вт 3,6 Ам
2 5 18 Вт 3,2 Ам
3 10 18 Вт 3,3 Ам
4 15 17 Вт 3,1 Ам
5 20 16 Вт 3,2 Ам

Обработка ленты в растворе соляной кислоте (HCl) (3,8 г/л)

1 0 37 Вт 3,6 Ам
2 5 38 ВТ 3,4 Ам
1 2 3 4
3 10 36 Вт 3,3 Ам
4 15 37 Вт 3,5 Ам
5 20 38 Вт 3,4 Ам

Обработка ленты в растворе пирофосфата калия (K₄P₂O₇)(5 г/л)

1 0 118 Вт 3 Ам
2 5 112 Вт 3,5 Ам
3 10 107 Вт 3,9 Ам
4 15 106 Вт 4 Ам
5 20 104 Вт 4 Ам

 

Полипропилен является материалом, обладающим химической устойчивостью. Но он может подвергаться лишь воздействию таких сильных окислителей, как азотная и хлорсульфоновая кислоты. Другим окислителям полипропилен почти не подвергается, например, серная кислота при своей концентрации 58% и 30% перекись водорода при комнатной температуре не оказывает сильного воздействия на него. Деструкция полипропилена может произойти лишь после длительного контакта с этими веществами при температуре 60°С[31].

Данный материал является водостойким материалом (вплоть до температуры 130°С), а также некоторые марки могут контактировать с пищевыми продуктами, использоваться для изготовления товаров и упаковки, например лента полипропиленовая, а так же используемых в медико-биологической отрасли. В растворителях органического типа данный материал в условиях комнатной температуры немного набухает. При температуре, превышающей 100ºC, полипропилен растворяется в ароматических углеводородах, вроде толуола и бензола.

 

 


Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 560; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!