Upload
re88
View
34
Download
3
Embed Size (px)
DESCRIPTION
návod na laboratorní cvičení z gumárenské technologie
Citation preview
LABORATORNÍ CVIČENÍ Z PŘEDMĚTU
G U M Á R E N S K Á T E C H N O L O G I E
Ú l o h a č. 2.
VISKOZITA MOONEY
1. PŘEDMĚT ÚLOHYPředmětem úlohy je stanovit, jak rychlost vulkanizace, tak viskozitu kaučukové směsi na vulkametru Mooney.
2. PODSTATA ÚLOHYPodstatou úlohy je z grafických závislostí určit viskozitu kaučukové směsi Mooney [ML] při 100°C a aktivační enrgii vulkanizace pro danou kaučukovou směs. Ta je stanovena na základě závislosti kroutícího mementu na čase při dalších třech od sebe se lišících teplotách.
3. PŘÍSTROJE, POMŮCKY A CHEMIKÁLIE
3.1. Kaučuková směs3.2. Reometr Monsanto 1003.3. Celofán folie3.4. Kožené rukavice3.5. Pravítko3.6. Kalkulačka (vlastní)3.7. Laboratorní plášť (vlastní)
4. ZKUŠEBNÍ POSTUP4.1. Popis přístroje
Hlavní částí laboratorního přístroje Mooney je vyhřívaná komora s drážkovaným rotorem. Po vložení kaučukové směsi do předem vyhřáté komory se rotor začne otáčet jednotnými otáčkami. Dle teploty formy je možno pracovat ve dvou teplotních režimech:
- měření viskozity Mooney (100°C)- měření rychlosti vulkanizace
4.2. Obsluha přístroje
Manipulace s přístrojem je prováděna výhradně za asistence vyučujícího. Je nutné dodržovat a řídit se jeho pokyny.
5. VYHODNOCENÍ ZKOUŠKY
5.1. Viskozita MooneyViskozita Mooney je hodnota na křivce při 100oC odečtená po 4 minutách od spuštění rotace rotoru. Podstatou zkoušky je stanovení kroutícího momentu, v jednotkách mooney, při otáčení rotoru v komoře naplněné zkoušeným materiálem. (viz obr. 1). Pozn. : směs v komoře nevulkanizuje!
1/3
5.2. Rychlost VulkanizaceJestliže je teplota dutiny dostatečně vysoká, začne v ní materiál vulkanizovat.Toto se projeví nárůstem kroutícího momentu v důsledku vzniku intramolekulárních příčných vazeb. Rychlost vulkanizace je definována vztahem (1), tedy jako podíl 30 jednotek mooney a rozdílu času potřebného ke zvýšení kroutícího momentu z 5°ML na 35°ML (vztah 1).
Bezpečnost je doba potřebná ke změně viskozity vlivem navulkanizování zkoušeného materiálu při dané teplotě o 5°ML nad nejnižší naměřenou hodnotu kroutícího momentu. Čas se počítá od okamžiku uzavření formy (na obrázku 2 je tato označena jako t5).
Obr.1 – měření viskozity Mooney Obr. 2 – stanovení rychlosti vulkanizace Mooney
střední rychlost vulkanizace: [°ML/min] (1)
kde 30 - smluvený vzestup plasticity v jednotkách ML (viz obr.2)
t - čas v minutách potřebný ke zvýšení plasticity z 5°ML na 35°ML
Stanovení aktivační energie vulkanizace provedeme na základě Arrheniova vztahu:
(2)
kde u – střední rychlost vulkanizace
C - konstanta
E - aktivační energie zdánlivá [ J/mol ]
R - universální plynová konstanta 8.314 [ J/mol.K-1]
T - absolutní teplota [ K ]
Zlogaritmováním předchozí rovnice získáme:
(3)
2/3
vynesením této rovnice v semilogaritmických souřadnicích tedy log u - oproti 1/T, dostaneme přímku, z jejíž směrnice obdržíme hodnotu E.
Jsou-li známy reakční rychlosti alespoň při dvou teplotách, lze vypočítat zdánlivou aktivační energii z následující rovnice:
(4)
6. ZÁPIS O ÚLOZE6.1. Kdo a kdy zkoušku prováděl6.2. Název a recepturu y dané směsi6.3. Tabulkově zpracovanou hodnotu viskozity mooney (100°C)6.4. Tabulkově zpracované hodnoty bezpečnosti, rychlosti vulkanizace pro
všechny tři teploty6.5. Tabulkově zpracované hodnoty energie vulkanizace pro všechny
dvojice teplot6.6. Graf log u =f(1/T)+C, odečtenou směrnicí a výpočtem aktivační
energie (na základě grafických hodnot)6.7. Přiložené výsledky s podpisem vyučujícího přiložit jako přílohu6.8. Diskuzi nad výsledky6.9. Závěr
7. ODKAZ NA NORMYISO 289 Determinations using a shearing-disc viscometer -- Part 1:
Determination of Mooney viscosityASTM D 1646 Standard Test Methods for Rubber—Viscosity, Stress
Relaxation, and Pre-Vulcanization Characteristics (Mooney Viscometer)
DIN 53523-3 Testing of Rubber and Elastomers; Testing with the Mooney Shearing Disk Viscometer; Determining the Mooney Viscosity
Upravil: Petr Konečný
3/3