Способ определения реологических свойств материалов — SU 911221 (original) (raw)
.К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоцндпистичесинхРесяубннн .(Ы)М. Кл. с нрисоеаиненнем заявки М -С 01 й 11/00 Ркуйаретеекаыя каетет СССР ае аеаен изебретехкй н етхрытнй(088.87 Опубликовано 07,03,82, бюллетень М 9 Дата опубликования описания 09.03,82 В. Н. Гаврилов, Ю, П. Гущо, Л. 3. Р и В. Г, Василье(72) Авторы изобретения Моско й институ и авто(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВМАТЕРИАЛОВ ния вяз ефор- постоянического:т 1 аобретение относится к опредезтеиэно реологических свойств материалов, в частности низкомодуль" иык полимерных систем, например гелей. может быть использовано для исизедования структурных физических или химических) превращений полимерных систем и для количественной характеристики релаксационных механицеосих процессов.известен способ исследова коуттругих свойств полимерных систем путем измерения во времени д мации образца. под действием но приложенного к нему механ напряжения 11.Недостаткомэтого способа является невозможность оценки быстрых релаксационных процессов в результате использования механического устройства, имеющего. низкое быстродействие,Наиболее близким к б технической сущности я перемещения диэлектрических или слабопроводящих материалов под действиемпостоянного электрического поля,который позволяет судить о физико-механических свойствах материала,В данном способе жидкий диэлектрик течет вверх по диэлектрическойстенке в результате совместного действия пондерамоторных сил постоянного электрического поля и другихфакторов 2 .К недостаткам этого способа относится узкая область его применения,так как он основан на течении жидких материалов. вдоль диэлектрическойстенки и не позволяет исследоватьнетекучие вязкоупругие материалы, втом числе и проводящие, в которыхпод действием электрического. поляобразуется лишь деформация поверхности. Кроме того, этот способ непозволяет исследовать широкий диапазон еремей релаксации вяэкупругих материалов и требует для иссяеЧ 112213 4дований значительное количество ве. тонкой иглы, помещенной над поверхщества. ностью слоя. При помощи изменяющейсяЦепь изобретения - расширение разности потенциалов, подаваемых межобласти применимости способа путем ду подложкой и электродом, можно легвоэможности дополнительного иссле ко модулировать вел чину понд Рамо"дования низкомодульных полимерных торных сил, действующих на поверх"систем. ность слоя. С возрастанием модуля упПоставленная цель достигается ругости исследуемого материала длятем, что сем что согласно способу определе- сохранения величины деформации нения реологических свойств материалов 10 обходимо увеличить напряженность элекпутем перемещения исследуемого ма- трического поля.териала под дейсействием электрическоГо Периодическое напряжение электриполя, перемещают исследуемый мате" ческого поля в том числе синусоидаль-Фриал путем периодической или скачко- ное, действующее на материал, позвообразной модуляции напряжения электри 5 ляет определять его релаксационныеческого Поля, а о реологических свой- свойства в широком диапазоне частотствах материалов судят по деформа-, воздеиствия , - ),ч,10 - 10.Гц) что знации свободной поверхности исследуе- чительно расширяет область исследумого материала и длительности ее раз- емых материалов. Скачкообразное (импульсное) воздействие позволяет повития.20Способ осуществляется следующим лучить в процессе одного измерениясразу весь спектр времен релаксациио разом.наносят тонкий слой (10 ; материала. В случае проводящих матеНа основу наносят тонкий св :5.10 см) материала в состояниикоупругой жидкости, всти высокоэластич ладывают к слою и элек роду управ".ного геля или эластомера сра с малым мо- ления при этом для слоя проводящеФи гости 10 -: 10 ф дин/см), го материала той же толщины что идулем упругости -. ди ссила воз ействияна которыи вй воздействуют электричес- диэлектрического, сил доля б ет больше,ким полем с переменной амплитудой на- электрического поля удет ония, в ез льтате чего на по- так как поле сосредоточено между поверхности раздела материал-воздух, верхностью слоя и электродом управвследствие различия их диэлектрических проницаемостей, вовозникают понде- Деформацию поверхности материаласилы приложенные к сво- можно регистрировать, например, стового потока отраженнободной поверхности слоя и вызывающие помощью светового поток35ее деформацию. На поверхности слоя го от своб д рбо ной пове хностия слоя.образуется рельеф, форма которого за- При этом применяют известные системывисит от и ространственной структуры визуализации фазовой записи, напривь . ния пове хэлектрического поля, а вьвысота опре- мер дефокусировку изображе рап яженностью электричес- ности слоя, а величину деформации,депяется напряженнос40я Мости иэображения,кого поля и физико-механическими ха- пропорциональную яр ости иактеристиками материала модуль уп- регистрируют фотодатчиком.рактеругости, вязкость, поверхностное натя- Предлагаемый способ прб и именим такжежение) . Благодаря использованию элек- для изучения температурно-частотныхтрического поля реализуется бескон" зависимостей деформации материалов,оз ействия на иссле 45ос есттактныи метод в д " поскольку позволяет просто ущдуемыи материал, по внз оляющий дефор- вить термостатирование слоя материамировать свободную поверхность слоя ла, благодаря бесконтактному возматериала, помещенного на основу, деиствию и ре еменного электрическогоа по величине деформации и длитель- поля.50ности ее образования можно судить оиалов, Технико-экономический эффект изобрелаксационных свойствах материалПри этом количество материала диала для ретения заключается в том, что споисследований значительно ууменьшается соб позволяет расширить область мадо 10 см-)по сравнению с-Ьизвестны- териалов для исследования,. включаями способами. Воздеиствоватать электри нетекучие и проводящие материалы.ческим полем на слои материалариала можно Кроме того, применение периодическоиФнапример, при помощи проводяще"одящей ос- или скачкообразной модуляции элекновы и электрода управления вя в виде трического поля позволяет опредеФормула изобретения Составитель В. ФилатоваРедактор Т.Киселева Техред Ж.Кастелевич Корректор И. Коста Заказ 1104/25 Тираж 883 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,5лить с помощью одного прибота реоло-, гические свойства материалов в широком диапазоне частот воздействия 10 ф Гц).Способ позволяет проводить исследования весьма малого количества материала до 10 см )с использованиемнеразрушающего метода измерения, что может найти применение для исследования редких и дорогих образцов.благодаря простоте осуществления и незначительному количеству энергии для деформации материалов способ позволяет уменьшить затраты на исследование реологических характеристик.Способ определения реологических. свойств материалов путем перемещения исследуемого материала под действием 1221электрического поля, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения области применимости способаблагодаря возможности дополнительного исследования низкомодульныхполимерных систем, перемещают исследуемый материал путем периодическойили скачкообразной модуляции напряжения электрического поля, а о ре.о ологических свойствах материаловсудят по величине деформации свобод-ной поверхности исследуемого материала и длительности ее развития.Источники информации,1 З принятые во внимание при экспертизеферри Дж. Вязкоупругие свойстваполимеров. -"Иностранная литература",И., 1963, с. 104,2. Кравцов А. А., Рачев Л, А.ув Перекачками слабопроводящих жидкостей силами постоянного электрическогои гравитационного полей",- "Электронная обработка материалов", У 5, 1978,с. 39-42 (прототип).