ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Определение коэффициента линейного расширения методом НИИЛК из "Испытания лакокрасочных материалов и покрытий " На изменение свойств лакокрасочных покрытий сильно влияют колебания температуры. На практике температура может изменяться, например, в пределах от—60 до+60°, т. е. температурные колебания могут достигать 120°. Резкие колебания температуры вызывают попеременное расширение и сокращение лаковой пленки, в результате чего прочность покрытия снижается. Поэтому к покрытиям, подвергающимся резким температурным колебаниям, предъявляются особенно жесткие требования. [c.290] Прочность лакокрасочного покрытия понижается особенно сильно, когда материал, из которого изготовлен окращиваемый предмет, и лакокрасочная пленка имеют различные линейные коэффициенты теплового расширения. В этом случае с изменением температуры окрашенный предмет и лакокрасочная пленка расширяются (соответственно сжимаются) неодинаково. Возникающие при этом натяжения могут оказаться больше сил адгезии и вызывать преждевременное разрушение лакокрасочного покрытия. При недостаточной эластичности пленки эти напряжения могут вызвать образование трещин. В случае многослойных покрытий происходят более сложные явления. В многослойных покрытиях мы имеем систему, состоящую из нескольких слоев (не меньше двух), обычно отличающихся по составу и физико-химическим свойствам. Такая многослойная система может состоять, например, из жирного грунта (первый слой), тощей масляной шпатлевки (второй слой) и нитроэмали (третий слой). Различные коэффициенты линейного расширения отдельных слоев такой системы могут при температурных колебаниях вызывать сильные внутренние напряжения и привести к разрушению покрытия. [c.290] Достаточно полных данных, характеризующих специфическое влияние температурных колебаний на свойства лакокрасочной пленки, до сих пор нет, так как на практике изменение температуры обычно сопровождается изменением еще ряда факторов (свет, влага и т. д.). [c.290] Брусиловский и др. исследовали тепловое расширение нитролаковых пленок, сконструировав для этой цели специальный прибор. Установлена определенная зависимость между коэффициентами расширения и сжатия пленок масляных лаков как от состава пленкообразуюш,его и состава пигмента, так и от возраста пленки. Было, например, установлено, что при старении пленок масляных лаков уменьшаются коэффициенты линейного расширения и сжатия введение пигментов резко повышает коэффициенты расширения и сжатия пленок. [c.291] Поскольку коэффициент расширения органических веществ, как правило, гораздо больше коэффициента расширения металлов, то изменение длины пленки играет более существенную роль, чем изменение длины подложки. Так, например, если подложкой служит железо, то при изменении температуры на 20° длина металла изменится приблизительно на 0,02% при сильных колебаниях температуры в пределах до 60° максимальное удлинение железа составит только около 0,07%. В этих же условиях длина лакокрасочных пленок изменится значительно больше. [c.291] Наиболее интересным является рассмотрение поведения пленок при низких температурах, при которых пленки очень часто становятся хрупкими. Исследования показывают, что при колебании температуры от +20 до —20° коэффициенты расширения пленок различных нитроцеллюлозных, алкидных и фенольных лаков значительно выше коэффициентов расширения металлов. Эта разница в меньшей степени сказывается в случае алюминия и сплавов алюминия, коэффициент расширения которых примерно в два раза больше, чем коэффициент расширения железа. [c.291] Таким образом, можно сделать вывод, что если коэффициенты температурного расширения лакокрасочных покрытий значительно больше, чем соответствующие коэффициенты металлов, то при температурных колебаниях покрытия будут расширяться или сжиматься гораздо сильнее, чем подложка, что и вызовет соответствующую деформацию покрытия (морщинистость, растрескивание и т. п.). Чем чаще будут воздействовать температурные колебания, тем быстрее должно разрушаться покрытие. [c.291] например, при охлаждении различных лакокрасочных пленок на 40° (в качестве подложки служило железо) были получены следующие величины деформации нитролак—0,28%, масляный лак на модифицированной фенольной смоле—0,41%, масляный лак на основе алкилфенольной смолы и древесного масла— 0,57%. [c.291] Кривые теплового расширения лаковых пленок и ее изменения в зависимости от возраста могут оказать помощь при составлении рецептуры лакокрасочных материалов, имеющих определенное целевое назначение. [c.291] При определении усадки названными методами свободная пленка находится на стекле или на металле, вследствие чего искажаются результаты опыта . [c.292] Этот недостаток устранен в приборе Орлова, в котором свободная пленка находится на поверхности ртути. Ртутная ванна обогревается при помощи электрической обмотки. [c.292] Изменения размеров пленки наблюдают и измеряют, пользуясь металлографическим микроскопом, под объектив которого вставлена специальная добавочная линза с контрольными делениями. [c.292] В НИИЛК разработан достаточно точный метод определения коэффициента линейного расширения лакокрасочных пленок и сконструирован для этой цели прибор без микроскопа. [c.292] Согласно методу, разработанному в НИИЛК, нагревают образец испытуемой свободной пленки, лежащей на поверхности ртути . Один конец пленки закреплен в подвижном зажиме, а другой прикреплен к легкому чувствительному передаточному механизму, регистрирующему изменения длины пленки, обусловленные изменением температуры. [c.293] Схема и общий вид прибора показаны на рис. 155. Основная часть прибора состоит из стеклянной трубки 1 (длина 200 мм, внутренний диаметр 20 мм), расположенной горизонтально. Трубка на обоих концах на /4 диаметра закрыта стеклянными сегментами так, что в ее нижнюю часть может быть помещена ртуть 2. На поверхность ртути кладут полоску испытуемой пленки 3 шириной 10 и длиной около 190 мм. Один конец пленки укрепляют в зажиме 4, в другом конце делают отверстие 5, в которое вставляют острый кончик прямоугольного отогнутого рычажка 6 (кварц). Этот рычажок передает изменения длины пленки зеркалу 7, подвешенному на тонкой оси в подшипниках 8. Зеркало отражает луч света от осветителя 9 на шкалу 10 с нанесенными через 0,5 см делениями. Шкала (длина 1 м) находится на расстоянии около 120 см от зеркала. Изменения длины полоски пленки вызывают отклонение зеркала и определяются по перемещению зайчика на шкале. [c.293] Очень большие изменения длины пленки вызывают большие отклонения зеркала, вследствие чего зайчик может выйти за пределы шкалы. В этом случае отсчет производят пользуясь микрометрическим винтом 11. При помощи последнего подшипники с зеркалом можно перемещать по мере отклонения зеркала так, чтобы зайчик не выходил за пределы шкалы. При определении изменения длины пленки учитывают одновременно и показания микрометра и положение зайчика на шкале. Пользуясь микрометром, можно установить соотношения между делениями шкалы и действительными значениями изменения длины пленки. Для этой цели передвигают микрометром подшипники с зеркалом при спокойном положении рычажка и пленки на определенное расстояние, например на 0,20 мм. По показаниям микрометра и смещению зайчика находят соотношение между делениями шкалы и действительными значениями изменения длины пленки. [c.293] Нагревание пленки производят электрическим током, проходящим по спирали 12, находящейся в воздушной рубашке 13. [c.293] Определение производят следующим образом. Из испытуемого лакокрасочного материала изготовляют свободную пленку толщиной около 50 i и вырезают из нее острым лезвием бритвы полосу шириной 10 мм и длиной около 200дглг. На одном конце вырезанной полосы на расстоянии 5 мм от края тончайшей иглой делают отверстие. Полосу пленки помещают на ртуть в трубке прибора и укрепляют один конец пленки в зажиме. Затем передаточный рычажок вставляют в отверстие, сделанное иглой на другом конце пленки, для чего передаточный механизм передвигают при помощи микрометрического винта до тех пор, пока кончик рычажка не попадет в отверстие. Для облегчения этого передвижения пользуются двумя стеклянными рычажками, которые позволяют передвигать конец пленки в поперечном направлении. [c.295] Из этих записей видно, что перемещению микрометра на 0,20 мм соответствует перемещение зайчика на шкале в среднем на 31,3 мм, т. е. что перемещение зайчика на 1 мм соответствует изменению длины испытуемой пленки на 0,20 31,3=0,0064 мм. [c.295] Для определения первоначальной длины пленки измеряют расстояние от отверстия, в которое вставлен передаточный рычажок до зажима, в котором укреплен другой конец пленки. [c.296] Вернуться к основной статье