CS217834B1 - Equipment for complex measuring the products of thermal degradation of polymerous materials - Google Patents

Description

Vynález se týká soupravy pro komplexní měření nebezpečného působení zplodin tepelné degradace polymerních materiálů, ať přírodních, jako jsou dřevo, vlna, hedvábí, kaučuk apod., nebo umělých, jako jsou plasty, syntetické polymery a jiné.

Při stále vzrůstajícím používání polymerních materiálů v životě společnosti stoupá nebezpečí styku s doutnajícími nebo dokonce hořícími materiály. Ty zpravidla produkují při tepelném namáhání zplodiny, které jsou zdraví škodlivé. Proto je třeba před schválením používání těchto materiálů pro určité účely zkoumat zplodiny jejich tepelné degradace. Zkoušky materiálů jsou v podstatě dvojího druhu: zkoušky chemické, kdy se sleduje chemické složení zplodin a koncentrace jednotlivých složek plynné směsi a biologické, kdy se sleduje toxicito zplodin na pokusných zvířatech. Až dosud se pro tepelný rozklad navážky vzorku v podmínkách thermooxidace, pyrolýzy, případně plamenového hoření, používá např. zařízení popsaného v popisu vynálezu к USA patentu č. 3 367 308 a složeného z jediné zkušební komory, ve které jsou pokusná zvířata vystavována působení toxických zplodin tepelné degradace materiálu, prováděné ve zvláštní pícce mimo tuto zkušební komoru. Další známý způsob (viz časopis Fire & Materials 1979, Vol. 3, Nr. 2) používá postupného spalování vzorku upraveného do formy tyčinky. Rovněž zde se spalné zplodiny smíchané se vzduchem ve známém poměru vedou do samostatné zkušební komory. V právě popsaných zařízeních se jen nesnadno zajišťuje úprava teploty ve zkušební komoře, případně homogenita spalných zplodin, v celém jejím prostoru. Tyto faktory jsou však důležité při posuzování nebezpečného působení degradačních zplodin.

Výše uvedené nevýhody odstraňuje souprava pro komplexní měření zplodin tepelné degradace polymerních materiálů. Její podstata spočívá v tom, že je opatřena spalovací komorou a kouřovou komorou, jejichž vnitřní prostory jsou vzájemně propojeny, jednak spojovací trubicí zavedenou do horních stropních částí a jednak spojovacím kanálem, zavedeným do dolních dnových částí. Ve spojovacím kanálu je umístěn ventilátor a současně je do dna spalovací komory zvnějšku zaústěn spalovací prostor pícky. Rovněž podle vynálezu jsou čelní stěny spalovací komory a kouřové komory zhotoveny z průhledného materiálu a čelní stěna kouřové komory je opatřena otvorem s prstencovým těsněním pro předkolonku. Do vnitřního prostoru kouřové komory je vsazeno čidlo zařízení к průběžnému měření koncentrace kyslíku a teploměr.

Souprava podle vynálezu je jednoduchá konstrukce a pro svou funkční a vyhodnocovací část využívá běžně dostupných zařízení. Umožňuje rychlé spálení vzorku za daných teplotních podmínek. Během tepelné degradace vzorku je při náhlém vzrůstu teploty ve spalovací komoře teplota v kouřové komoře jen nepatrně ovlivněna.

Na výkresu je schematicky v nárysném pohledu znázorněna na obr. 1 souprava podle vynálezu, na obr. 2 je znázorněn detail spalovacího prostoru pícky a na obr. 3 používaná předkolonka s aktivní náplní.

Soupravu podle vynálezu tvoří spalovací komora _1_, do jejíhož dna je z vnějšku zaústěn spalovací prostor pícky 2, umožňující vložení kelímku J s navážkou vzorku £ a jeho spálení • za daných teplotních a atmosférických podmínek. Teplota spalování v pícce 2 je měřena termočlánkem 2 umístěným v kontaktu se dnem použitého spalovacího kelímku J (obr. 2). Další součástí soupravy je kouřová komora 6, do které se v drátěné klícce 2 vkládají pokusná zvířata 8 a ve které je měřena teplota pro kontrolu biologických podmínek pokusu. Současně je její čelní stěna opatřena otvorem 2 pro vsazení předkolonky 9a (obr. 3) s aktivní náplní 9b к odebírání plynných vzorků pro analýzu zplodin tepelné degradace. Předkolonka 9 a je posuvná v prstencovém těsnění 9c otvoru 2* °bě čelní stěny komor i, 6 jsou každá zhotoveny z průhledného materiálu na způsob dvířek a jsou plynotěsně uzavíratelné. Je výhodné zhotovit rovněž zadní stěnu kouřové komory 6 z průhledného materiálu, aby bylo možno její zkušební prostor dostatečně osvětlit pomocným světelným zdrojem.

Vnitřní prostor spalovací komory Д. a kouřové komory 6 jsou vzájemně propojany jednak v horní stropní části zavedenou spojovací trubicí 10 a jednak v dolní části nade dnem zave217834 děným spojovacím kanálem 11. v němž je umístěn ventilátor 12. jehož otáčky umožňují jednosměrné prouděn i plynů z kouřové komory 6 do spalovací komory Stropní deskou je do vntřního prostoru kouřové komory 6 zasunut teploměr 13 a její boční stěnou čidlo 14 zařízení, měěícího průběžně konccntraci kyslíku během pokusu, např. čidlo kyslíkové elektrody. Celá souprava je plynotěsná a má známý objem vnitřního prostoru. Pícka 2 zasahuje do prostoru řídicího panelu 15. na kterém jsou umístěny obě komory J_, ' j6 a všechny ovládací a měěicí prvky systému. Jsou to neznázorněné vypínače pro přerušení přívodu napěěí k vytápění pícky, pro přerušení přívodu napěěí pro pohon veetilátorj 12, transformátor napětí, ručičkový (případně digitální) ukazatel teploty, případně funkční ovládání kysXXlcové elektrody pro monitorování obsahu kyslíku v atmosféře kouřové komory 6. Místo kyslíkové elektrody může být komora připojena na analyzátor kyslíku, prac^ící na jnném vhodném principu, např. na principu paramEagneické sueeeptibility apod.

Se soupravou podle vynálezuse pracuje takto: vzorek j zkoumané hmooy, např. plastu, se urníítí do spalovacího kelímku j, nejlépe platnnového, a kelímek j se vloží do pícky 2, vyhřáté na požadovanou teplotu. Zplodiny tepelné degradace vstupní do spalovací komory a spojovací trubicí 10 p^^d^zeí dále do kouřové komory 6, ve které jsou v drátěné klícce 2 umístěna pokusná zvířata 8. Po skončené degradaci vzorku j se ventilánonem 12 zhnlnonennzu~ jí zplodiny v prostoru obou komor.j., 6. V kouřové ' komoře 6 je měřena teplota teploměrem 13. Plynné vzorky jsou odebírány např. injekční stříkačkou, odsátím definovaného mrnossví kouře z kouřové komory 6 předkolonkou 9a zasunutou do otvoru 2 a naplněnou vhodnou aktivní náplní 9b. např. Chromosorbem 102, na níž dojde k zachycení všech nízko- i vysokovroucích zplodin tepelné degradace již za normáání teploty. Plyny prošlé kolonkou a aktivní náplní se podrobuuí vhodné analýze, např. plynově chromatcoraaické, po přímém vstřiku plynů do plynového chrommtografu, nebo spenkгnfntnmenrické, polarografic^é nebo jnné vhodné elektroneer-ické analýze po vhodné sorpci plynů ve vhodném kapalném prostředí. Sloučeniny zachycené na kolonce se tepelně desoobuuí do plynového chromátoogafu, kde se za vhodných podmínek Mialyzuuí. Je-li žádáno kyvU^ti vní vyhodnocení zplodin, se sloučeniny z aktivní náplně předkolonky do plynového chrom mtoogOfu - hmotového spektrnmenru, ve kterém se provede jejich plynově chrnInalonrfia^,ieké rozdělení i hmotově spektrnmeerické určení.

Souprava podle vynálezu je především určena pro spalování vzorků o hmUinoti do 1 g, která postytuje ve všech známých případech letám m^stv! degradačních zplodin pro myši jako zkušební zvířata.

Claims (3)

1. ’ PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Souprava pro komppeimí měření zplodin tepelné degradace polymerních íaltnitlů, vyznaačujcí se tím, že je opatřena spalovací komorou (1) a kouřovou komorou (6), jejcehž v^třní prostory jsou vzájemně propojeny, jednak do jejich horních stropních částí zavedenou spojovací trubicí (10) a jednak do jejich dolních částí zavedeným spojovacím kanálem (11), v němž je umístěn veeiiltinr (12), a současně je do dna spalovací komory (1) zvnějšku zaústěn spalovací prostor pícky (2).
2. 2. Souprava podle bodu 1, vyzna^u^í se tím, že čelní stěny spalovací komory (1) a kouřové komory (6) jsou zhotoveny z průhledného malinitlj a čelní stěna kouřové komory (6) je opatřena otvorem (9) s prseencovým těsněním (9c) pro předkolonku (9a).
3. 3. Souprava podle bodů 1 a 2, vyznaauuící se tím, že do vnitřního prostoru kouřové komory . (6) je vsazeno čidlo (14) zařízení k měěení koncentrace kyslíku a teploměr (13).