ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТЕПЕНИ ДИСПЕРСНОСТИ И ОДНОРОДНОСТИ (ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА) ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Гранулометрический состав полимерных материалов харак­теризуется наличием частиц разных размеров, т. е. дисперсно­стью и степенью дисперсности. Величину частиц гранулирован­ных и порошкообразных материалов измеряют в миллиметрах или микронах. Степень дисперсности (в %) показывает нали­чие частиц определенного размера в данном количестве порош­ка. Однородность порошка (по крупности частиц) характери­зуется разницей размеров отдельных частиц. Чем меньше раз­ница, тем однороднее материал и наиболее пригоден для пере­работки его в изделия. От степени дисперсности и однородно­сти полимерного материала зависят удельный объем, сыпучесть и физико-механические показатели. Степень дисперсности оп­ределяют обычно ситовым анализом. Величину частиц можно определить микрометрическим методом.

Ситовый анализ заключается в разделении пробы материа­ла по фракциям путем просева через набор сит с различными ячейками и определении остатка на каждом сите. Для просева используют стандартные сита (ГОСТ 3584—73) высотой 25— 50 мм и диаметром 200 мм, затянутые металлической сеткой с квадратными отверстиями; сита имеют поддон для приема ма­териала, прошедшего через сито, и крышку, предохраняющую от потерь тонких фракций материала.

Техника определения. Отвешивают 50 г испытуемого материала, переносят его на чистое, сухое сито, предварительно вставленное в поддон. Сито закрывают крышкой и материал просеивают при помощи встряхивания. Материал, прошедший через сито, подвергают дальнейшему просеву через сито с Меньшим размером ячеек. Фракцию, оставшуюся на сите, вы­сыпают в приемник или на лист бумаги, после чего сито очи­щают щеткой с обеих сторон и легкими ударами ладони по обе­чайкам удаляют застрявшие в сетке частицы, которые присоединяют к крупной фракции. Фракции, полученные после ука­занных операций, взвешивают с точностью до 0,01 г и рассчи­тывают содержание каждой фракции в процентах. Потери при ситовом анализе не должны превышать 1 % от общего количе* ства испытуемого материала.

Массовую долю остатка на сите ω (%) вычисляют по фор­муле

где т — масса остатка материала на сите; т₁— масса взятого для просеивания порошка.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СЫПУЧЕСТИ

Сыпучесть характеризуется способностью полимерного ма­териала равномерно истекать через отверстие заданного диа­метра. На сыпучесть существенное влияние оказывают плот­ность, влажность, гранулометрический состав, а также форма частиц, величина внутреннего трения в материале, величина электростатического заряда. Порошкообразные и гранулирован­ные материалы, обладающие плохой сыпучестью, при хранении быстро слеживаются и зависают на стенках бункеров перераба­тывающего оборудования, в результате чего нарушается рав­номерность его питания.

Сыпучесть характеризуется скоростью высыпания материала через отверстие конической воронки или углом естественного откоса.

Работа 1. Определение сыпучести по времени опорожнения стандартной воронки. Скорость насыпания материала определя­ют обычно на приборе, представляющем собой конусную ворон­ку с отверстием, перекрываемым заслонкой. Угол конусности воронки 60^°, диаметр цилиндрического отверстия 10 мм (для порошкообразных материалов) и 25 мм (для гранулированных материалов).

Техника определения. В закрытую воронку помеща­ют заданное количество материала, после чего, открыв нижнее отверстие и одновременно включив секундомер, дают материалу свободно высыпаться. Время в секундах, в течение которого вы­сыпается загруженная порция, определяет величину сыпучести.

Сыпучесть x₁в граммах на секунду подсчитывают по фор­муле

где т — масса навески; t— времявысыпания навески.

Испытания проводят 3 раза и находят среднееарифметическое значение сыпучести из результатов трех измерений. От­клонение от среднеарифметического не должно превышать ±1 с<. Для объемного дозирования пригоден порошок с сыпучестью не ниже 10 г/с.

Работа 2. Определение сыпучести по углу естественного откоса. Метод основан на измерении угла между горизонтальной плоскостью и образующей конуса, самопроиз­вольно создаваемого сыпучим материалом. Чем выше сыпучесть материала, тем меньше угол естественного откоса. Угол естест­венного откоса,у порошкообразных и гранулированных полимер­ных материалов составляет, как правило, от 30 до 50°. Для оп­ределения угла естественного откоса можно использовать при­способление, показанное на рис. 49. Оно состоит из основания 1(с нанесенными через каждый 10 мм концентрическими окруж­ностями диаметром от 100 до 500 мм), стойки 2 со шкалой из­мерения высоты, подвижной планки 3, способной перемещать­ся в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

Техника определения. Полый цилиндр 4 (диамет­ром 100 мм и высотой 300 мм) устанавливают на основание 1, совместив его с окружностью 100 мм, засыпают в него 2 л по­лимерного материала и строго вертикально поднимают цилиндр. Рассыпаясь, материал приобретает форму, близкую к конической. С помощью планки 3 на вертикальной стойке фиксируют высоту конуса Н_к. Диаметр основания конуса Л определяют с помощью концентрических окружностей.

Значение угла естественного откоса а вычисляют по фор­муле

За окончательный результат принимают среднее арифметиче­ское значение из результатов 5—6 измерений.