Способ определения типа и содержания углеродных наполнителей в эластомерных материалах

 

Изобретение относится к области контроля физико-химических свойств материалов и может быть использовано преимущественно в шинной и резиновой промышленности для опреде ения типа и содержания углеродных наполнителей в эластомерных материалах. Целью изобретения является повышение точности анализа материалов. На торцовые поверхности испытываемого образца из эластомерного материала наносят электроды, подают напряжение и снимают вольтамперную зависимость. По полученным значениям определяют тангенс угла наклона кривой. На этом же образце температурную зависимость электропроводности, по которой определяют кажущуюся энергию активации. По определенным значениям , используя тарировочные данные , определяют искомые характеристики , 4 ил.,1 табл. (g

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО!.!ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК ((9) SU(lIl (11 4 0 0! N 27/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3712 116/23-25 (22) 11 ° 03.84 (46) 28.02,87. Бюл, Р 8 (7!) Научно-исследовательский институт крупногабаритных шин (72) А. Д. Хасхачих (53) 537.3!1(088.8) (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТИПА И СОДЕРЖАНИЯ УГЛЕРОДНЫХ НАПОЛНИТЕЛЕЙ Б

ЭЛАСТОЧЕРНЫХ МАТЕРИАЛАХ (57) Изобретение относится к области контроля физико-химических свойств материалов и может быть использовано преимущественно в шинной и резиновой промышленности для опреде.;ения типа и содержания углеродных наполнителей в эластомерных материалах, Пелью изобретения является повышение точности анализа материалов. На торцовые поверхности испытываемого образца иэ эластомерного материала наносят электроды, подают напряжение и снимают вольтамперную зависимость. По полученным значениям определяют тангенс угла наклона кривой, На этом же образце снж ают температурную зависимость электропроводности, по которой определяют кажущуюся" энергию активации. По определенным значениям, используя тарировочные данные, определяют искомые характерис— тики. 4 ил., 1 табл.

129 360R на кривой Во> ьт-ам>.ерной характерис тики, приведены HKiE:å

Тип техуглерода

1Л-1 5 + 0,350з эВ

> ПГМ-3 3 0,4939 эВ

ПМ-50 0 ям изменения силы тока от напряжения строят графическую зависимость вольт-амперной характеристики и оп-ределяк>т из полученной зависимости значения тангенса угла наклона кри- 30

ВОИ, Возможность осуществления способа обусловлена тем, что в процессе изгстовления резиновой смеси углеродный Hаполнитель рàcnpåäeJIÿeòcp. фазе каучука в виде отдельнь>х тиц или поперечных структур, образуя токопроводящие пути. 33 зависимости от типа или содержания углеродного наполнителя в резиновой смеси между частицами технического углерода обра- 10 зуются диэлектрические прослойки раз— личной толщины. Между частицами техническогo углерода B реэинов!зй смеси при подаче электрическ г напряжения происходит перенос носителей зарядов (электронов проводимости), преодолевающих потенциальный барьер. На этом же образце снимают температурную заВисимость элРктропрОВОДНОсти В тРмпе ратурном интервале от 20 до, 00 С и о, по наклону кривой зависимости логарифма электропроводности от обратной температуры (1p;(— 1О /Т К) о>тределя3 ют "кажущуюся" энергию активации, Значения э.нергии активации при преодоле-55 нии потенциального барьера для некоторых типов технического у>лерода, вычисленные по приближенной формуле

hE=0,4 t>>;g(aB), где Ц> — угол наклоИзобретение относится к области контроля физико-химических свойств материалов и может быть использовано, преимущественно, в шинной и резиновой промышленности.

Цель изобретения — повышение точности определения типа или содержания углеродного наполнителя в эластомерных материалах.

Способ осуществляют следующим образом.

На торцовые поверхности испытываемого образца из эластомерного материала (резины) наносят тонкий слой индий-галлиевого сплава (электродь!) методом натирания с целью обеспечения хорошего электрического контакта измерительного электрода с поверхностью резинового образца и noBblliIPHH>I точности контрол:я. За— тем образец устанавливают в электродный держатель, подают постоянное напряжение и снимают вольт-ампернук> зависимость, По полученным значени0,19з

-0,7216 эВ

::M-100 -0,2038 - H — 0,7516 эВ

Ic значениям тангенса угла наклона кривой, силы тока о-J напряжения и энергии активации определяют тип при известном содержании техуглерода или содержании техуглерода при известном типе в резиновой смеси или вулканизате, пол ьзуя с ь эталонными показателями .

На II>HI . изображена вольт-амперная зависимость на постоянном токе ре:зин, содержащих технический углерод

ПМ- 0; на фиг, 2 — "емпературная зависимость электропроводности для тех же резин; на фиг, 3 — вольт -амперная эа:зисимость на постоянном токе резин, содержащих технический углерод ПМ-!

00; на фиг. 4 — температурная зави=имость для тех же резин.

Пример. Из резиновой пластиTonIJHHoé, например 2 MM вырезают образец диаметром 18-20 мм, на торцовые поверхности ксторого наносят индий-гanJIIb е электроды, затем образец устанавливают в электродный держатель, пропускак>т эле.ктрический ток через обра ец с источника стаби— лизированного нагряжения, например

V l 36, и с помощью вольтметра и микромиллиамперметра измеряют при комнатной температуре силу тока проте> кающего через образец, По полученI>ым значениям силы тока от напряжения .-.троят вольт-амперную зависимость и определя>от тангенс угла наклона кривых. Снимают терпературную зависимость электропроводности и по тангенсу наклона кризой определяют

f! !! значение кажущеися энергии актива— ции, В таблице приведены результаты опре!ечения сод! ржания техуглерода

ПМ-100 в резине на основе СКМС-ЗОАРК различными методами.

Для определения содержания технического углерода используют эталонные графические зависимости и тарировочнъ>е данные °

Предлагаемый способ контроля со— держания технического углерода в эг>астомерном материале обеспечивает

1293608

Поrpешность определения

Метод

Расчетное содержание

Электрический

Аналитический техуглерода

1И-100 в реАналити- Электрическим ме- ческим тодом методом

Т, мА Е, эВ зине, мас,ч, 3 2

4i7

-О, 2038

-0,7516

0,052 0-10

0,424 0-94

1, 191 0-280

25,3

2,9

47,1

0,9

1,6

68,4

70 (по сравнению с известными способами) возможность повышения точности и надежности при контроле типа или содержания технического углерода в резине.

Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я

Способ определения типа и содер— жания углеродных наполнителей в эластомерных материалах путем измерения их электрических свойств, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности анализа материалов, производят измерения силы тока от напряжения на постоянном токе и определяют тангенс угла наклона кривой в интервале нелинейной вольт-амперной зависимости, снимают температурную зависимость электропроводности при значении напряжения, при котором вольт-амперная характеристика лиf0 нейна, определяют энергию активации и по полученным значениям используют тарировочные данные, определяют искомые характеристики °! Л38О8

)g )/,, — ф 1(- Л=

Я5 Я3 33

З г

Составитель Г, Владимирова

Т ехр ед В . Кадар

Редактор А. Ревин

Корректор Т. Колб

Закаэ 378/47 Тираж 777

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий!

13035, Москва, Ж-ЗS, Раушская наб,, д. 4/5

Подписное.

Проиэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4