14. Полимерлі материалдардың түйіршікті құрамына анықтама беріп, полимерлі бұйымға әсерін сипаттаңыз.
Полимерлі материалдардың түйіршікті құрамы (кейде фракциялық құрамы деп те аталады) материалдың жалпы массасына шаққандағы пайызбен көрсетілетін жеке бөлшекетрдің өлшемімен және өлшемдері әр түрлі бөлшектердің (фракциялардың) құрамымен сипатталады. Түйіршіктелген полимерлі материалдар формалары және өлшемдері шамамен бірдей бөлшекетреден тұрады. Әдетте, жеке түйіршіктер өлшемдері бойынша 30-40%-ға ғана ерекшеленеді. Кейде түйіршіктелген материалда бірнеше түйіршіктен тұратын (кесілмеген түйіршіктер) ірірек бөлшектер және өте майда бөлшектер болады, бірақ олардың мөлшері аз (3-4%) болады.
Алынған өнімдердің сапасы шикізаттың түйіршіктік құрамына тәуелді: түйіршіктік құрамның біртексіздігі шикізаттың себілмелі тығыздығы мен сусымалылығының тұрақсыздығына әкеледі, ал бұл өз кезегінде материалды дозалаудың дәлдігі мен ұзақтығына, бұйымның тығыздығына, беріктілігіне және тұрақтылығына әсер етеді. Монодисперсті материалдарға ерекше көңіл бөлінеді.
Бөлшектердің өлшемдерінің азайған сайын пресс бұйымдардың беріктілік көрсеткіштері және тығыздығы артады. Пресс-ұнтақтың түйіршіктік құрамы өзгергенде бұйымдардың диэлектрлік қасиеттері өзгермейді.
Полимерлі жабындыларды алуда ұнтақ бөлшектерінің формасы мен өлшемдері маңызды болып табылады. Сфера тәрізді бөлшектердің ішкі үйкелу коэффициенті аз және оңай электрленеді. Ұнтақ бөлшектерінің өлшемдері азайған сайын материалдың жылуөткізгіштігі артады.
Демек, өңдеудің кез келген әдісінде бөлшектерінің өлшемдері біртекті шикізатты қолдану тиімді.
15. Түйіршікті құрамды анықтау әдістерін атап, олардың өзара өзгешелігін көрсетіңіз.
Полимерлі материалдардың түйіршікті құрамы (кейде фракциялық құрамы деп те аталады) материалдың жалпы массасына шаққандағы пайызбен көрсетілетін жеке бөлшекетрдің өлшемімен және өлшемдері әр түрлі бөлшектердің (фракциялардың) құрамымен сипатталады.
Ұнтақтәрізді және түйіршіктелген полимерлі материалдар бөлшектерінің мөлшерін және фракционды құрамын анықтау үшін көптеген эксперимантелды әдістер қолданылады:
електі (бөлшектер өлшемі 0,06-10 мм);
микрометриялық (бөлшектер өлшемі 0,001-0,06 мм);
седиментациялық (бөлшектер өлшемі 0,001-0,01 мм).
Електі талдау. Бұл әдіс материал үлгісін ұяшықтары әр түрлі електер жинағынан өткізу арқылы фракцияларға бөліп және әр електе қалған қалдығын анықтаумен шектеледі. Елеуден кейін қалған қалдық барлық массаның 1% құрау керек. Материалдың мөлшерін анықтау үшін еленген құрамды ұяшықтары кіші електен өткізеді, солай бірнеше рет қайталайды. Електі талдау нәтижелері бойынша гистограмма тұрғызады (бөлшектердің мөлшері бойынша орналастырудың диференциалды қисығы) немесе бөлшектердің орташа өлшемін формула бойынша есептейді:
Мұндағы:
dорт - бөлшектердің орташа диаметрі, мкм;
G – жеке фракцияның массасы, г;
d – осы фракцияның бөлшектерінің диаметрі, мкм.
Електі анализ оңай және жылдам әдіс болғанмен, шынайы бөлшектер өлшемін бермейді. Себебі електен ұзындығы еніне қарағанда үлкен бөлшектер өтіп кетуі мүмкін. Осыған орай, електі әдіс бөлшектердің орташа емес, ең кіші өлшемін сипаттайды және механикалық әсерден материал бөлшектері бүлінуі мүмкін.
Микрометриялық әдіс. Бұл әдістің електі анализге тән кемшіліктері жоқ: сынақ кезінде бөлшектердің механикалық бүлінуі болмайды. Алайда микрометриялық әдістің өзінің кемшіліктері бар:
Микроскоптан бөлшек көлемін сипаттайтын үш өлшемнен екеуін ғана анықтауға болады;
Микрометриялық анализ електіге қарағанда уақытты ұзақ қажет етеді, себебі гистограмманы тұрғызу үшін өте көп бөлшектерді өлшеу қажет (1000 шақты);
Микроскоппен жұмыс істей алатын білікті маман қажет.
Седиментациялық әдіс. Газда немесе сұйықтықтарда өлшенген қатты бөлшектердің өлшеміне және дисперсиялық ортаның тығыздығына тәуелді ауырлық күшінің әсерінен шөгуіне негізделген (Стокс заңы). Седиментациялық анализдің бірнеше түрі белгілі (оптикалық, пипеткалы, салмақтық, және т.б.), бірақ полимерлерді қолданғанда седиментациялық турбидиметрия әдісі қолданылады. Өлшенген бөлшектердің шөгуінің жылдамдығын колориметр-нефелометрде өлшейтін суспензияның оптикалық тығыздығының өзгеруімен анықтайды. Суспензия бөлшектерінің радиусын келесі формуламен есептейді:
Мұндағы:
r – бөлшектердің радиусы, мкм;
h - ортаның тұтқырлығы, МПа×с;
h – кюветадағы зерттелетін сұйықтық қабатының биіктігі, м;
g – еркін түсудің үдеуі, с;
Dr - сұйық және қатты фазалар тығыздығының айырымы, кг/м3.
Алынған нәтижелерден бөлшектердің өлшемі бойынша таралу қисығын тұрғызады.
Бөлшектердің өлшемін тура өлшеу әдісі түйіршіктелген полимерлі термопласттарға және эластомерлерге қолданылады. Зерттеуге материалдың 100 г үлгісін алып, өлшемі ірі ұяшықты електен өткізеді. Електен өткен бөлшектердің жалпы салмағын өлшеп, шаң тәрізді фракцияның пайыздық құрамын анықтайды. Електе қалған түйіршіктелген материалды жылтыр горизонталды бетке тегіс қабатпен шашыратып, одан ойылмаған түйірлерді және бөгде қоспаларды өлшеу арқылы олардың шикізаттағы құрамын анықтайды. Одан кейін үлгіден 10 бөлшек алып, олардың ішінен ең ірісін және ең ұсағын таңдап, қалған 8 түйірдің өлшемдерін өлшейді. Сынау хаттамасына орташа арифметикалық нәтижелерді енгізеді.