Недавно в работе [48] описан остроумный автоматизированный вариант этого метода. Окрашенная панель помещается на наклоненный вращающийся стол, находящийся в камере с контролируемой температурой. Шарик располагается на краю панели и освещается источником света, который также освещает ряд фотоэлементов. Выход этих фотоэлементов используется для точного контроля скорости вращения стола, которая такова, что шарик остается неподвижным относительно пучка света. При развитии этой теории авторы сделали допущение, что такие факторы, как поверхностное натяжение и, соответственно, смачивание шарика, ускорение слоя краски при вращении и течение краски вокруг шарика, влияния не оказывают.

Работы, посвященные исследованию трения качения по поверхности твердых полимеров, а также методы механического испытания твердости пленок красок (см. гл. 13), могут создать впечатление, что величины эластичности могут быть получены так же, как и в методе «отскакивающего» шарика, но этого пока что не было сделано. В отличие от метода «отскакивающего» шарика, это может потребовать модификации экспериментальной методики.

Релаксационный вискозиметр ICI с низким усилием сдвига.

Этот прибор разработан для того, чтобы имитировать условия высокой скорости сдвига, которые возникают при течении под действием низких (уменьшающихся) усилий, например при окрашивании кистью. Теория и описание этого прибора даны в работах [48, 49].

Принцип устройства показан на рис. 12.4. Он основан на применении торзионного маятника. Если маятник закрутить под малым углом и отпустить, то кольцевая пружина будет раскручиваться, а подвеска маятника будет возвращаться в исходное (равновесное) положение. При этом инерция подвески заставит ее пройти далее, за равновесную точку, настолько же закручивая пружину в противоположную сторону. Затем движение подвески пойдет в противоположную сторону, и колебания будут продолжаться неопределенное время (рис. 12.4,6) с амплитудой и частотой, определяемыми массой (инерцией) подвески и модулем упругости материала пружины (и его физическими значениями) .

В реальной ситуации потери энергии есть всегда, в результате колебания затухают во времени (рис. 12.4, в). Если противовес во время колебаний соприкасается с вязкой жидкостью, колебания будут еще более затухать. Если вязкость этой жидкости возрастает, затухание колебаний усиливается вплоть до прекращения колебаний, и отклонение плавно переходит во времени от первого максимума отклонения к равновесному состоянию. Система, как говорят, является самозатухающей (рис. 12.4, г), и это условие используется в приборе.

Рис. 12.4 Принцип действия вискозиметра с низким усилием сдвига:

а) схематическое изображение; б) синусоидальная кривая колебаний; в) затухающая кривая колебаний г) сверхзатухающая кривая колебаний

В приборе, изображенном на рис. 12.5, жидкость (образец краски) помещается между параллельными пластинами (S), причем нижняя фиксирована и термостатирована, а верхняя вместе с опорным стержнем (F) и измерительной лопастью (L) является противовесом маятниковой системы Опорный стержень опирается на подшипник (D), который препятствует любым движениям, кроме вызываемых торзионных перемещений, с минимальными потерями от трения. Измерительная лопасть является подвижной частью отрегулированного кварцевого колебательного контура, так что малейшее движение вызывает разбаланс напряжения, что используется для измерения отклонения. Наверху стержня находится кольцевая пружина (К) - Вся система может опускать-


⇐ вернуться назад| |читать дальше ⇒