Главная
Лабораторная работа
Тема:
Структура материала в изделии,
полученном методом литья под давлением
Задание
№ 1. Определение однородности гранулята
Цель работы:
ознакомиться с методами
гранулирования полимерных наполненных материалов и методами оценки качества гранулята.
I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЗАДАНИЯ №1
Литье под давлением – метод формирования изделий из пластмасс в
литьевых машинах, заключающийся в нагревании материала до вязкотекучего
состояния и последующем перемещении его в литьевую форму, где материал
затвердевает при охлаждении, приобретая конфигурацию внутренней полости формы.
При литье под
давлением исходный материал применяется в виде гранул (гранулят).
Гранулят – это сыпучий материал, состоящий из
однородных по размеру и форме частиц. Гранулы могут иметь форму цилиндра, шара,
куба, прямоугольной пластины. Оптимальный размер гранул зависит от вида
материала и метода его переработки.
В
промышленности применяют различные способы гранулирования: непосредственно на
фильере; сухое гранулирование на фильере; горячее гранулирование в увлажненной
среде; мокрое гранулирование с горячей резкой; подводное гранулирование;
холодное гранулирование.
Для получения длинноволокнистого литьевого
материала используют холодное гранулирование. Стренги, полученные методом пултрузии,
предварительно охлаждают воздухом, а затем режут специальным режущим
инструментом на гранулы длиной 8–10 мм.
Однородность длинноволокнистого литьевого материала
характеризуют параметры распределения длины и размеров сечения гранул. Числовые
характеристики распределения – среднее значение, среднее квадратическое
отклонение и коэффициент вариации – определяют по значениям в выборке.
II. ВЫПОЛНЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА И ОБРАБОТКА
РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ
Оборудование
и материалы: гранулы
наполненного литьевого материала, штангенциркуль или микрометр.
Ход работы. Из партии гранулята
отбирают пробу случайным образом, после перемешивания.
При помощи штангенциркуля измеряют длину не менее
250 гранул с точностью до 0,1 мм. Определяют среднюю длину гранул Lср. По результатам замеров строят гистограмму и
подбирают закон распределения. Делают вывод об однородности полученного материала.
Аналогичным
образом определяют средние размеры поперечного сечения гранул (наибольший h1ср и
наименьший h2ср)
и для их соотношения (показателя эллиптичности h1ср/h2ср) подбирают закон
распределения.
Полученные
экспериментальные данные заносят в табл. 1
Таблица
1
|
Материал |
Длина гранул |
Поперечное сечение |
||||
|
Закон распределения |
Lср, мм |
Закон распределения |
h1ср, мм |
h2ср, мм |
h1ср/h2ср |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задание
№ 2. Определение длины волокон наполнителя в образцах
Цель
работы: ознакомиться
с методами определения длины волокон наполнителя в изделиях, полученных литьем
под давлением.
I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЗАДАНИЯ №2
В результате литья под давлением происходит некоторое разрушение волокнистого
наполнителя. Коротковолокнистый наполнитель разрушается меньше, чем
длинноволокнистый.
Среднее значение длины волокон в длинноволокнистых
литьевых материалах, например, на основе ПА-6 со степенью наполнения 30% в пять
раз больше, чем в коротковолокнистом материале с таким же содержанием
наполнителя. С увеличением массовой доли наполнителя среднее значение длины
волокна уменьшается, а коэффициент вариации длины возрастает.
II. ВЫПОЛНЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА И ОБРАБОТКА
РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ
1.
Определение длины волокон наполнителя в образцах различной формы
Оборудование
и материалы: микроскоп,
образцы материала.
Ход работы. Из Образцов различной формы
(бруски, лопатки, диски) выжигают связующее в муфельной
печи при температуре 650±5°С. После выжигания каркас из
волокон наполнителя осторожно переносят в эксикатор и охлаждают до комнатной
температуры.
Делают пробы
из разных слоев волокнистого каркаса, перенеся (осторожно!) наполнитель на клейкую
прозрачную ленту. Закрепляют ленту с наполнителем на рамку и устанавливают на
предметный столик микроскопа. Изображение рассматривают в проходящем свете.
Предварительно
проводят калибровку шкалы на окуляре микроскопа. Затем замеряют длину волокон
наполнителя в различных областях образца (поверхностный и срединный слои).
Строят гистограмму и подбирают закон распределения длины волокон в зависимости
от расположения в образце. Определяют среднюю длину волокна Lср в
поверхностном и в срединном слоях, а также среднюю
длину волокна в образце.
Делают
заключение о влиянии расположения слоев на длину наполнителя в них.
Полученные
результаты заносят в табл. 2.
Таблица
2
|
Материал |
|
||
|
Форма образца |
Слои |
Поверхностный |
Срединный |
|
|
Lср, мм |
|
|
|
V, % |
|
|
|
|
Закон распределения |
|
|
|
2.
Определение длины волокон наполнителя в образцах с различной степенью наполнения
Оборудование
и материалы:
микроскоп, образцы материала.
Ход работы. Из образцов одного материала с
различной степенью наполнения изготавливают пробы волокнистого наполнителя (см.
описание в п. 1 данной лабораторной работы).
Измеряют
длину волокон L в образцах и определяют наиболее
часто встречающийся размер (Lср).
Строят гистограмму и подбирают закон распределения.
Сравнивают
полученные значения с длиной волокон в исходных гранулах и между собой. Устанавливают
влияние степени наполнения на изменение средней длины волокна в материале.
Полученные
результаты заносят в табл. 3.
Таблица 3
|
Материал |
Степень наполнения |
Lср, мм |
V, % |
Закон распределения |
|
|
|
|
|
|
Литература
1. Кордикова, Е. И.
Пропитка волокнистых материалов расплавами термопластичных полимеров: дис. … канд. техн. наук. /
Е. И. Кордикова. – Минск: БГТУ, 2000. – С.
79–80.
2. Техника
переработки пластмасс / под ред. Н. И. Басова, В. Броя. – М.:
Химия, 1985. – 527 с.
Вопросы для
подготовки к защите работы
- Что такое «гранулят»? Какими параметрами характеризуют однородность гранулята?
- Каким
образом определяют длину волокон в изделиях, полученных методом литья под давлением?
- Какие
параметры влияют на длину волокон наполнителя в изделии?
- Назовите и
охарактеризуйте метод получения изделий из литьевых наполненных материалов.
email: KarimovI@rambler.ru
Адрес: Россия, 450071, г.Уфа, почтовый ящик 21
Теоретическая механика Строительная механика
Прикладная механика Детали машин Теория машин и механизмов
