14.2 Определение твердости пластических масс по Бринеллю

Метод определения твердости по Бринеллю основан на вдавливании с определенной силой стального шарика в испытываемый материал и вычислении числа твердости по замеру глубины вдавливания.

Для определения твердости пластических масс приме­няют любой прибор с плавным возрастанием нагрузки до 2,5 кН (схема одного из таких приборов показана на (Рисунок 3.14. 2). Прибор состоит из станины 6, на которой сво­бодно двигается рама 7. На станине имеется опора 1, на которую помешают испытываемый образец 2. На раме закреплен индикаторный прибор 5с циферблатом 4, ука­зывающим глубину погружения шарика, и устройство для закрепления шарика 3. Рама шарнирно соединена с рычагом 8, на конец которого кладут груз 9. Рычаг должен быть снабжен устройством, дающим плавное уве­личение нагрузки.

Твердость пластических масс на этом приборе опре­деляют следующим образом. Из подлежащего испытанию материала изготовляют образцы в форме пластин или брусков толщиной не менее 5 и шириной 15 мм. Ис­пытание проводят в лаборатории при 20±2°С. Перед ис­пытанием образцы следует выдерживать при этой темпе­ратуре не менее 16 ч. Образец помещают на опору 1 та­ким образом, чтобы шарик находился в центре ширины бруска. Затем шарик прижимают пружиной к испыты­ваемому материалу и на конец рычага помещают груз, сообщающий усилие на шарик 500 Н для пластмасс с твердостью до 200 МПа или 2,5 кН для пластмасс с твердостью выше 200 МПа. Стрелку на циферблате индикаторной головки устанавливают на нулевое де­ление. Нагрузку следует прикладывать плавно, без толчков, увеличивая ее от нуля до выбранного зна­чения в течение 30 с. Максимальную нагрузку выдер­живают в течение 1 мин, после чего плавно снимают. Глубину отпечатка при выбранной нагрузке фиксиру­ют с точностью до 0,01 мм через 1 мин после начала приложения нагрузки и через 1 мин после снятия нагрузки.

После проведения испытания с рычага снимают груз и переводят рычаг в первоначальное положение, затем повторно определяют твердость, переставляя образец на опоре так, чтобы центр второго отпечатка находился на расстоянии не менее 7,5 мм от центра первого.

Испытанию подвергают пять образцов, и на каждом образце проводят по два определения. Число твердости по Брннеллю НВ, МПа, определяют по формуле

HB = p/(πdh),

где р—нагрузка, прилагаемая к шарику, Н; d— диаметр шарика, мм; h— глубина отпечатка шарика, мм.

Окончательным результатом является среднее ариф­метическое определение твердости пяти образцов.

Отношение упругой деформации к остаточной, Н, вы­числяется по формуле, %

Н = [(h - h₀)/ h₀]100,

где h — глубина отпечатка шарика при нагрузке, мм; h₀— глубина отпечатка шарика при снятии нагрузки, мм.

Результаты испытания заносят в журнал для лабора­торных работ.

Контрольные вопросы:

Что представляют собой пластические массы?

Изложите методику определения теплостойкости пластических масс.

3. Как определяют твердость пластических масс?

4. Кратко изложите методику определения прочности пластиче­ских масс на

ударный изгиб.

5. Как определяют предел прочности пластических масс на растяжение?

6. Классификация материалов из пластмасс.

7. Достоинства материалов из платмасс.

8. Недостатки материалов из платмасс.

Лабораторная работа №15

Испытание СВОЙСТВ пигментов и ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Лакокрасочные материалы используются для создания защит­ных плотных тонких пленок, хорошо сцепляющихся с лакируемой или окрашиваемой поверхностью. К таким материалам относятся: пигменты (сухие краски), связующие вещества, растворители, масляные, эмалевые и другие краски, лаки и политуры.

Каждый вид материала должен обладать определенными свойствами и к каждому из них в соответствии с этим предъявля­ются определенные требования. Например, пигменты должны иметь соответствующую дисперсность (тонкость помола), укрывистость и маслоемкость; связующие вещества— окраску (цвет), прозрачность, вязкость и скорость высыхания; краски и лаки — твердость пленки, прочность пленки при ударе и изгибе (гиб­кость) и атмосферостойкость.

15.1 Определение дисперсности (тонкости помола).

Тонкость по­мола пигментов определяют обычно мокрым просеиванием через набор сит с сетками по ГОСТ 3584—53: № 02, 015, 0112, 01, 0085, 0071, 0063, 006 и 0045. Диаметр сит 10—15 см, высота 2—3 см; каждое сито должно входить в предыдущее, а все вместе образо­вывать набор. Дно нижнего сита не должно иметь отверстий.

Мокрое просеивание производят следующим образом. Отвеши­вают навеску пигмента около 10 г(для сажи навеска борется около 2 г),помещают в фарфоровую чашку и перемешивают с 250 мл воды. Образующиеся при этом комочки растирают на дне чашки легким нажатием пальца и осторожно сливают образовав­шуюся суспензию ' на верхнее сито, смоченное водой. Затем, убе­дившись в отсутствии комочков, на верхнее сито переносят из чашки вэсь остаток, сито ставят на чашку, наполненную 250 мл воды, и проводят по ситу мягкой кисточкой, вызывая этим распа­дение слипшихся частиц. Воду несколько раз меняют, пока в чаш­ке совершенно не будет заметно следов пигмента. Остаток на сите смачивают сначала спиртом, а затем эфиром, выдерживают на воздухе в течение 30 мин. и высушивают в сушильном шкафу при температуре 100—105° до постоянного веса.

Количество пигмента, прошедшее через данное сито, просеи­вают через следующее по порядку сито, повторяя изложенные выше операции.

Остаток в % па каждом сите вычисляют по формуле

х =в/а 100%

где а — навеска пигмента в г;

b— остаток пигмента на сите в г.

Определение проводят два раза, причем расхождение между результатами двух определений не должно превышать 5%, счи­тая максимальный отсев в граммах за 100%.

Сухое просеивание производят только в тех случаях, если не­возможноподобрать нерастворяющую пигмент жидкость.

15.2 Определение укрывистости.

Под укрывистостью (кроющей способностью) принято понимать расход пигмента в г на 1 м²окра­шиваемой поверхности; чем выше укрьпвистость пигмента, тем меньше расход его на окрашивание одной и той же поверхности.

Укрывистость определяют следующим образом. На стеклян­ную пластинку размером 10 X30 сми толщиной 2—2,5 мм нано­сят на равном расстоянии друг от друга по всей длине пластинки три полосы: по краям — черные (газовой сажей) и по середине— белую (цинковыми белилами Ml); ширина каждой полосы 1,5 см. После высыхания краски пластинку взвешивают и записывают ее вес в журнал.

Затем отвешивают 5 гпигмента или густотертой масляной краски, предназначенных к испытанию, и добавлением натураль­ной олифы и растиранием доводят до малярной консистенции, т. е. такого состояния краски, при котором она, не стекая быстро с кисти, свободно сходит с нее при нажиме на окрашиваемую по­верхность.

Подготовленные таким образом испытываемые пигмент или краску тонким слоем при помощи щетинной филенчатой кисти наносят на одну сторону стеклянной пластинки, обратную той, на которой нанесены цветные полосы; при этом пластинку держат в левой руке, а краску наносят правой рукой на площадь примерно равную 10 X25 см, оставляя незакрашенным место для держа­ния пластинки. Краску наносят сначала вдоль, а затем поперек пластинки до тех пор, пока у пластинки, положенной на лист бе­лой бумаги, перестанут просвечивать в отраженном свете цвет­ные полосы. Перед проверкой нанесенную краску разравнивают

Затем пластинку с нанесенной краской взвешивают и, вычтя вес пластинки, определяют количество нанесенной краски. Расчет укрывистости ведут по формулам:

а) для пигментов:

считая на малярную консистенцию а / м х 10 000 г/м²;

сухой пигмент а (100-в) / м 100 х 10000 г/м²;

б) длямасляныхкрасок:

считая на густотертую краску а(100—в) /м 100 х 10000 г/м²;

краску малярной консистенции а / м •10 000 г/м²;

в) для эмалей и фиксолей• 10 000 г/м²,

где а — количество нанесенной краски малярной консистенции

б — содержание олифы в краске малярной консистенции в %;

в — количество олифы, добавленное к густотертой краске для получения краски малярной консистенции, в %;

м — укрываемая площадь пластинки в см².

Расхождение между двумя результатами определений допус­кается не более 5% для красок с укрывистостью до 100 г/м²и не более 7% для красок с укрывистостью до 300 г/м², при этом за 100% принимают максимальную укрывистость.

Укрьтвистость также можно определять по «шахматной» доске. Для этого лист ватмана размером 20 X20 смразбивают на 16 равных квадратов и закрашивают их в шахматном порядке черной тушью; после высыхания туши лист ватмана наклеивают на стеклянную или деревянную пластинку и пользуются ею для определения укрывистости, способом,изложенным выше.