SU947733A1 - Способ контрол дефектности структуры полимерных материалов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к контролю и исследованию свойств материалов и может быть применено дл  контрол  качества поверхности полимерных материалов .

Известен способ контрол  качества поверхности материала. По этому способу в материале возбуждают поверхностные акустические волны и фиксируют воздействие на них поверхностных дефектов, при этом снимают амплитудно-частотную характеристику волн, прошедших через материал, и по частоте минимума первой производной этой характеристики суд т о качестве поверхности 1.

Недостатками данного способа  вл ютс  его ограниченные возможности, так как он не применим к материалам , не провод щим поверхностные акустические волны, например к полимерным материалам, большее врем  контрол  качества поверхности, так как необходимо возбудить в материале поверхностные акустические волны, измерить амплитудно-частотную характеристику прохождени  этих волн, обработать полученные данные испытаний.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ «онтрол  дефектности структуры полимерных материалов, заключающийс  в .предварительной выдержке полимерного материала в электрическом поле и последующем измерении тока, протексцощего через образец . По этому способу образец пол ризуют в электрическом поле при повышенной температуре до насыщени , охлаждают, не отключа  пол , а затем,

10 подключив образец к измерителю тока, термически депол ризуют, измер   возникающий при этом ток термостимулированной депол ризации 2j.

Недостатком этого способа  вл ет15 с  большое врем  дл  его осуществлени , так как материал нужно пол ризовать при повышенной температуре в течение определенного времени, охлеикдать , не отключа  электрического по20 л  в течение времени, не меньшего времени пол ризации, затем вновь нагревать дл  измерени  возникающего тока термостимулированной депол ризации .

25

К недостатку способа относитс  факт .изменени  первоначальных свойств материала из-за продолжительного действи  повышенной температуры.

К недостатку способа также отно30 ситс  его мала  надежность, так как величина тока термостимулированной депол ризации зависит от времени и температуры пол ризации, котора  обычно выше температуры стекловани , в то врем  как температура стекловани  в результате указанных видов ста рени  обычно измен етс ,, т.е. нельз  заранее предугадать нужную температу ру и врем  пол ризации, что сказываетс  на значении тока термостимулированной дипол ризации и, следовательно , на надежности и достоверност способа. Цель изобретени  - повышение эксПрессности и надежности способа. Поставленна  цель достигаетс  тем что в способе контрол  дефектности структуры полимерных материалов, заключающемс  в предварительной выдерж ке полимерного материала в электрическом поле и последующем измерении тока, протекающего через образец, ис следуемый образец пол ризуют в посто  нном электрическом поле, создаваемо плоскими электродами, при комнатной температуре, а затем через заданное врем  образец помещают между двум  другими плоскими электродами, один и которых вибрирует, и измер ют велич ну поверхностной плотности нанесенных зар дов, по которой суд т о дефектности структуры. На фиг.1 представлено устройство дл  осуществлени  способа на фиг.2- зависимость между величиной электрической прочности (ЕПР), характеризующей концентрацию дефектов в материале , и величиной напр жени  на динамическом конденсаторе, дл  поликапро амидной пленки ПК-4, в которой искус ственное изменение электрической прочности провод т облучением пленки УФ-светом; на фиг.З - зависимость между концентрацией субмикротрещин, определенной методом дифракции рентгеновских лучей под мёшыми углами по интенсивности диффузного рассе ни , и величиной напр жени  на динамическом конденсаторе после пол ризации дл  поликапроамидной пленки, в которой изменение концентрации субмикротрещин производ т УФ-облучением образца; на фиг.4 - зависимость между напр жением на динамическом конденсаторе и временем электрического .старени  дл  поливинилхлоридной пленки ПВХ-В-118. Устройство содержит испытываемой , о.бразец 1, металлические электроды 2, подключенные к источнику 3 напр жени  посто нного тока, неподвижную обкладку 4 динамического конденсатора и подвижную обкладку 5 кон-ден сатора, совершакицую колебани  относи тельно образца 1 и обкладки 4 при по мощи вибровозбудител  б (в качестве которого используют громкоговоритель 1 ГД 28, подключенный к генератору ЭГ-33), напр жение с динамического конденсатора подаетс  на регистрирующий прибор 7 (используют милливольтметр ВЗ-38). Пример 1 . Дл  доказательства наличи  пр мой коррел ционной взаимосв зи между способностью воспринимать зар ды и качеством поверхности полимеров используют измерение электрической прочности. Как известно , возникновение любых дефектов (микропоры, микротрещины, неоднородности структуры) способствует развитию на этих дефектах частичных разр дов при приложении к образцу высокого напр жени . Ррст интенсивности этих разр дов приводит к необратимым химическим изменени м в структуре полимер и сопровождаетс  электрическим разруш1ением образца (пробоем ), т.е., чем больше на поверхности образца дефектов, тем больше возникает частичных разр дов и тем меньше значение электрической прочности . Дл  искусственного создани  поверхностных дефектов образцы в виде пленок поликапроамида ПК-4 толщиной 60 мкм облучают УФ-светом от лампы ПРК-7М. Через определенное возрастающее врем  t провод т определение электрической прочности Ед™, котора  уменьшаетс  с ростом t . Дл  каждого t , которому соответствует определенное определ ют напр жение U на динамическом конденсаторе следующим образом. Исследуемый материал 1 (фиг.1) помещаетс  между металлическими пластинами 2, подключенными к источнику 3 высокого напр жени . После этого на электроды 2 подаетс  напр жение посто нного тока, равное 150 В, в течение 15 с дл  пол ризации образца . Далее через 30 с после пол ризации образец помещаетс  между обкладками 4 и 5 динамического конденсатора , в котором верхний электрод 5 вибрирует с помощью вибровозбудител  (1ГД-2В), питаемого звуковым генератором (ЗГ- 33) частотой 4 5 Гц.. Напр жение на динамическом конденсаторе , величина которого про-. порциональна величине зар дов q на поверхности образца измер ют при помощи милливольтметра 7 ВЗ-38. Аналогичным образом испытываютс  все образцы (после каждого времени УФ-облучени , т..е. с различной концентрацией дефектов). Как следует из зависимости, представленной на фиг.2, между величиной электрической прочности Ef,p , характеризующей количество дефектов,, и величиной напр жени  U на динамическом конденсаторе имеетс  пр ма  коррел ционна  зависимость Епр K-U,

где К.- коэффициент пропорциональности , завис щий от времени пол ризации , времени до измерени  зар дов типа исследуемого полимера, и определ етс  опытным путем.

По изменению значени  U суд т об изменении качества поверхности исследуемого материала. ,

При этом необходимое дл  испытани  врем  снижаетс  до 45-60 с вместо 2-3 ч, как это было по известному способу. Налицо повышение экспрессности . Возможность неразрушающего контрол  также очевидна, так как на образец ничем не воздействуют . Напр жение 100-150 В в течение 10-15 с никак не воздействует на образец (пробивное напр жение этой пленки 3200-3500 В).

Повышение надежности способа объ сн етс  отсутствием его зависимости от приборных эффектов (изменение времени и температуры пол ризации при изменении структурной организации полимера). Необходимым условием при этом  вл етс  равенство времен напр жений пол ризации дл  эталонного и испытываемого материала, а также равенство времен от пол ризации до измерени  зар дов.

Технико-экономическа  эффективность предлагаемого способа контрол качества поверхности полимерных материалов заключаетс  в значительном повышении экспрессности (врем  по сравнению с прототипом снижаетс  в

100-200 раз); в обеспечении, возможности проведени  неразрушающего и неизмен ющего свойства образца контрол . При этом по сравнению с известным способом, предлагаемый способ обладает повышенной надежностью определени  искомого параметра.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР №658468, кл.С 01 N 27/60, 1966.

2.Авторское свидетельство СССР 693209, кл.С 01 N 27/02, 1977.

-

V

ut.f

f rfrp-fff CH

f S 8 10 Фи&.З