ГОСТ 19920.15-74*
Группа Л69

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

КАУЧУКИ СИНТЕТИЧЕСКИЕ СТЕРЕОРЕГУЛЯРНЫЕ БУТАДИЕНОВЫЕ

Метод определения способности к кристаллизации

Stereoregular butadiene synthetic rubbers. Method for determination of crystallizability

ОКСТУ 2209

Дата введения 1975-01-01

Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 16 июля 1974 г. N 1689 дата введения установлена 01.01.75

Снято ограничение срока действия Постановлением Госстандарта от 28.11.91 N 1834

* ИЗДАНИЕ (июль 2000 г.) с Изменением N 1, утвержденным в сентябре 1992 г. (ИУС 12-92)


Настоящий стандарт распространяется на бутадиеновые стереорегулярные синтетические каучуки и устанавливает метод определения способности к кристаллизации.

Сущность метода заключается в определении кинетики кристаллизации при температуре минус 30 °С, осуществляемой дилатометрическим методом, основанным на свойстве полимеров изменять плотность при образовании кристаллической фазы.

1. АППАРАТУРА, МАТЕРИАЛЫ И РЕАКТИВЫ

1. АППАРАТУРА, МАТЕРИАЛЫ И РЕАКТИВЫ

1.1. Для определения способности к кристаллизации применяют: криостат любого типа, обеспечивающий температуру минус (30,0±0,2) °С;

дилатометр с рабочим объемом 3-4 см;

трубку капиллярную, внутренним диаметром приблизительно 1 мм, длиной 700 мм, присоединенную на шлифе к резервуару дилатометра (черт.1);

насос форвакуумный любого типа;

спирт этиловый технический по ГОСТ 17299-78, подкрашенный чернилами любого цвета (рабочая жидкость);

весы лабораторные по ГОСТ 24104-88*.
________________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 53228-2008. - Примечание изготовителя базы данных.

1 - верхняя расширенная часть капиллярной трубки; 2 - капиллярная трубка; 3 - резервуар дилатометра; 4 - отростки

Черт.1

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

В резервуар предварительно взвешенного с погрешностью не более 0,0002 г дилатометра плотно укладывают небольшими кусочками каучук, взятый от объединенной пробы, приготовленной по п.4.3 ГОСТ 27109-86, и снова взвешивают с той же погрешностью.

Полимер должен быть без пор, при их наличии каучук предварительно прессуют под давлением 100-150 кгс/см в плунжерной форме при (100±5) °С в течение 20 мин, после чего, не снимая давления, охлаждают до комнатной температуры. В заполненный резервуар вставляют капиллярную трубку, шлиф которой смазан вакуумной смазкой (типа Рамзая). Шлиф трубки следует хорошо притереть к резервуару дилатометра, после этого резервуар и капиллярную трубку надежно соединяют вместе, используя отростки, имеющиеся внизу резервуара и на конце капиллярной трубки. Дилатометр с капиллярной трубкой (б - для экспресс-метода).

Заполнение дилатометра рабочей жидкостью может осуществляться двумя способами:

а) дилатометр вакуумируют в течение 10-15 мин при помощи форвакуумного насоса, после этого под вакуумом вводят в него рабочую жидкость.

Схема устройства для заполнения дилатометра рабочей жидкостью представлена на черт.2;

Схема устройства для заполнения дилатометра рабочей жидкостью

1 - насос форвакуумный; 2 - трубки резиновые; 3 - пробка резиновая; 4 - кювета с рабочей жидкостью; 5 - дилатометр

Черт.2

б) для экспресс-метода используют дилатометр (черт.1б), конструкция которого позволяет исключить вакуумирование.

В этом случае дилатометр заполняют следующим образом:

резервуар дилатометра с испытуемым полимером до краев заполняют рабочей жидкостью. Капиллярную трубку осторожно вставляют сверху, при этом жидкость поднимается по капилляру. В расширенную верхнюю часть капиллярной трубки доливают рабочую жидкость, после этого резервуар дилатометра нагревают на водяной бане до тех пор, пока жидкость в капилляре не соединится с жидкостью, находящейся в верхней части капилляра.

Перед началом опыта заполненный любым способом дилатометр прогревают при (50-55) °С в течение 30 мин для полного исключения кристаллической фазы в образце.

Для отсчета уровня рабочей жидкости на капиллярной трубке закрепляют подвижную линейку длиной 30 см с ценой деления 1 мм.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

3. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

3.1. Дилатометр помещают в рабочую камеру криостата, в котором предварительно устанавливают температуру минус (30,0±0,2) °С и выдерживают при этой температуре в течение 5-10 мин. Подвижную линейку перемещают вдоль капилляра до совмещения нулевого деления с уровнем жидкости в капилляре. В ходе процесса кристаллизации уровень жидкости понижается. Через каждые 10 мм изменения уровня записывают время от начала нулевого отсчета уровня в минутах и его положение в миллиметрах до тех пор, пока уровень не перестанет изменяться.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Отношение уменьшения удельного объема , происходящего в каучуках за счет кристаллизации, к первоначальному объему при данной температуре в процентах вычисляют по формуле

,

где - диаметр капилляра, мм;

- плотность образца при комнатной температуре, равная для каучука СКД 0,91 г/см;

- изменение высоты столба жидкости в капилляре, мм;

- масса полимера, г;

- температурный коэффициент объемного расширения образца для каучука СКД, равный 6,6·10 град;

- температура, при которой проводят опыт (минус 30 °С).

Откладывая вычисленные значения в процентах по оси ординат и время от начала нулевого отсчета уровня в мин по оси абсцисс, получаем кривую, общий вид которой приведен на черт.3.

Черт.3

Способность полимеров к кристаллизации характеризуется тремя величинами: максимальной скоростью в процентах/час, полупериодом в минутах и глубиной кристаллизации в процентах.

Максимальная скорость кристаллизации определяется как наклона касательной в точке перегиба кривой (черт.3). Отрезок времени, необходимый для достижения максимальной скорости кристаллизации, соответствует времени полупериода кристаллизации каучука при данной температуре.

За глубину кристаллизации принимают удвоенное значение изменения объема к моменту достижения максимальной скорости кристаллизации.

ПРИЛОЖЕНИЕ. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА КРИОСТАТА, ПРИМЕНЯЕМАЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СПОСОБНОСТИ КАУЧУКА К КРИСТАЛЛИЗАЦИИ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Для определения способности каучука к кристаллизации рекомендуется использовать низкотемпературный криостат полуавтоматического действия, позволяющий вести длительные дилатометрические измерения одновременно для десяти образцов полимеров.

Температура в рабочей камере криостата регулируется с погрешностью ±0,2 °С в пределах от минус 60 до плюс 20 °С.

На чертеже представлены общая и электрическая схемы установки для определения способности каучука к кристаллизации.

Установка состоит из трех основных частей: рабочей камеры 1, вспомогательного сосуда 14 и холодильника 11.

Принцип действия прибора следующий: этиловый спирт, охлажденный в холодильнике при помощи насоса 13, находящегося во вспомогательном сосуде, перегоняется в рабочую камеру криостата, где помещаются резервуары дилатометров, заполненные исследуемым веществом. Дилатометры снабжены шкалами 4 и укреплены в пробках 7 на кронштейне 6, установленном на стойке 8.

Рабочая и вспомогательная камеры представляют собой цилиндрические сосуды Дьюара вместимостью около 3 дм каждый. Рабочая камера закрывается текстолитовой пробкой, в которую вмонтирована мешалка 15, служащая для выравнивания температуры. В пробке имеется тринадцать отверстий; из них десять для дилатометров 5, два для контактного 2 и контрольного 3 термометров и одно для сифона 10.

Вспомогательный сосуд также закрыт текстолитовой пробкой, на которой закреплен центробежный насос 13. Холодильником прибора служит теплоизолированный медный сосуд вместимостью 6 л, внутри которого помещен медный змеевик. В холодильник, примерно на одну треть заполненный спиртом, загружается измельченная твердая углекислота в количестве 3-4 кг, которая хорошо смачивается спиртом. Такого запаса углекислоты достаточно на 8-9 ч непрерывной работы прибора. Рабочая и вспомогательная камеры, а также змеевик, заполнены этиловым спиртом.

В начале опыта контактный термометр устанавливается на нужную температуру, затем в электрическую цепь включается мотор 9, приводящий в действие насос и мешалку. Спирт, охлажденный в змеевике 12, начинает перекачиваться в рабочую камеру. Избыток спирта в камере 1 через сифон 10 переливается во вспомогательную камеру 14. Во время этого процесса при помощи мешалки 15, соединенной с мотором 9, происходит выравнивание температуры в рабочей камере.

По достижении в камере требуемой температуры электрическая цепь размыкается и с помощью реле выключается мотор, при этом насос и мешалка останавливаются.

Охлаждение рабочего резервуара от температуры плюс 20 до минус 60 °С происходит приблизительно за 15 мин. Расход двуокиси углерода не превышает 9-10 кг в сутки при непрерывной эксплуатации прибора.

(Измененная редакция, Изм. N 1).