R - радіус шківа, на якій намотується нитка;
- радіус внутрішнього циліндра;
q - прискорення сили тяжіння;
h - глибина занурення циліндра в фарбу.
При і при постійній глу-біне занурення
Швидкість обертання N (число оборотів, в секунду) визначається для кожної навантаження за часом п'яти оборотів t.
Градієнт швидкості E розраховується за формулою:
де і - радіуси зовнішнього і внутрішнього циліндрів.
За отриманими даними будують реологічну криву у вигляді зависи-мости E = f (p). У тиксотропних фарб вона складається з висхідній і низхідній гілок. Утворюється при цьому петля гистерезиса пояс-вується руйнуванням тиксотропної структури у міру збільшення нагий-рузке і швидкості.
Для кожної пари Р і E Розраховувати в'язкість за формулою:
і будують графік залежності. також складається з сходячи-щей і низхідній гілок. Цей графік показує зниження в'язкості в міру зростання напруги. Ступінь аномалії в'язкості розраховують для низхідній гілці кривої як відношення в'язкості найбільшою до в'язкості найменшою (значення ступеня аномалії в'язкості заносять в табл. 6.1).
Для спрощеної і умовної характеристики реологічних властивостей іноді використовують закон плинності пластично-в'язкого тіла:
Друкарські фарби, як правило, не мають справжнього межі текучості. Тому в навчальній роботі визначають умовний межа плинності шляхом екстраполяції лінійної частини реологічні кривої до # = 0. Тоді на осі абсцис відсікається величина напруги, яка приймається за умовний межа плинності.
Пластична в'язкість розраховується за формулою:
Р і E - напруга і градієнт швидкості в будь-якій точці лінійно-ї дільниці реологічні кривої.
Отримані таким чином характеристики і мають сенс лише в межах виділеного лінійного ділянки реологічні кривої.
Робота 21. Визначення межі текучості
Освоїти метод визначення межі текучості з метою застосування його в подальшому для дослідження тиксотропії. Засвоїти особливості реологічних властивостей фарб, які полягають в поєднанні плинності і твердообразноє.
Вивчаються пристрої конічного Пластометри і визначається на ньому межа плинності однієї із заводських фарб.
Межею плинності називається то мінімальна напруга, кото-рої викликає перебіг. Метод визначення межі текучості на ко-ническом Пластометри заснований на визначенні глибини занурення ко-нуса 1 (рис. 6.1) в випробувану фарбу під дією вантажу 2. Конус підвішений до нитки, перекинутої через блок 4. До протилежного кон-цу нитці підвішений противагу 5 , врівноважує систему за відсутності вантажу. Глибина занурення конуса (мм) вимірюється стрілкою. 6 по дугового шкалою. За допомогою пускового важеля 7 стрілку встановлюють на початку досліду в нульове положення.
Для визначення межі текучості фарбу накладають в стаканчик, стежачи за тим, щоб при заповненні не звертаючи-зовалось пустот. Потім її ретельно перемішують для руйнування структури і розрівнюють її поверхню. Стакан з фарбою ставлять на підйомний столик 8, який за допомогою гвинта піднімають так, щоб поверхня фарби торкнулася вер-шини конуса. У такому положенні столик закріплюють стопорною гайкою 9.
Після цього на чашку ставлять вантаж і звільняють пусковий важіль. Величина вантажу підбирається в залежності від властивостей фарби і, хоча при не надто великих вантажах результати ухвали не залежать від навантаження, її слід підібрати так, щоб кінцева глибина занурення не перевищувала 0,7-1,0 см.
У міру занурення конуса площа контакту конуса з фарбою збіль-личивается. Тому при постійному вантаж F напруга Р зменшує-ся паралельно зі збільшенням поверхні контакту, так як
(Бокова поверхня зануреної частини конуса)
h - глибина занурення;
- кут вершини конуса.
Так як зрушення викликається тільки дотичній складової, то остаточно напруга розраховується за формулою:
Для конуса з кутом вершини константа приладу К = 1,56. У міру занурення зменшується напруга і знижується швидкість занурення.
Глибину занурення вимірюють через рівні проміжки часу пос-ле пуску і будують графік h = f (t)
Якщо випробуваний матеріал володіє істинним межею плинності, то занурення конуса повністю припиниться, коли напруга, умень-шаясь, досягне значення Р = Тоді графік перейде в пряму, паралельну осі часу при граничній глибині занурення. Зна-ня межі текучості розраховується за наведеною формулою з ура-те граничної глибини занурення.
Для фарб, які не мають справжнього межі текучості, графік h = f (t) показує безмежне занурення з зменшується ско-ростью. Тоді розраховують умовний межа плинності, використовуючи для розрахунку ту глибину занурення, яка відповідає переходу від більшої до вельми малій швидкості.
При теоретичної опрацювання матеріалу підручника потрібно засвоїти сутність і фізичну природу структурування фарб.
Методика і порядок виконання роботи
Підготувавши прилад, заповнивши стакан фарбою і встановивши столик на потрібну висоту, підбирають шляхом попередніх проб величину вантажу так, щоб конус занурився не більше, ніж на 1 см. Потім тща-кові перемішують фарбу і відразу ж роблять виміри.
Величину занурення записують через кожні 30 с, поки занурені-ня повністю не припиниться або сильно сповільниться.
Прилади, інструменти, матеріали
Конічний Пластометри МПІ, секундомір або годинник, фарба, стеклян-ва паличка, металевий стакан, обтиральний і Змивочні матеріали.
У звіті наводять схему конічного Пластометри, номер іспитуя-мій фарби. Дані вимірювання глибини занурення заносять в таблицю (табл. 6.2); будують графік залежності глибини занурення конуса від часу.
Робота 22. Вивчення тиксотропії фарб
Вивчити структуроутворення в офсетних і друкарських фарбах; згодом і оборотне руйнування структури при механічному віз-дії, що виявляється в змінах умовної межі текучості.
Вивчається тиксотропия однієї із заводських фарб виміром умовах а-ного межі текучості за допомогою конічного Пластометри (див. Ра-боту 21). При теоретичної опрацювання матеріалу підручника студент вивчає сутність коагуляционного структуроутворення в дисперсних системах і практичне значення тиксотропії в технологічних про-процесах друкування.
Методика і порядок виконання роботи
Вимірювання межі текучості проводиться тричі: перший раз - відразу ж після перемішування фарби, другий - через годину після перемішування, третій раз - відразу ж після повторного перемішування після вто-якого випробування. За отриманими даними розраховують умовний показу-тель тиксотропії.
Підготувавши конічний Пластометри; заповнюють стакан фарбою і ус-новлюють його на столик, на потрібній висоті. Підбирають шляхом предва-рительное проб величину вантажу. Потім ретельно перемішують фарбу і проводять вимірювання глибини занурення відразу ж після перемішування-вання.
Залишають зразок на одну годину і повторюють вимірювання після обра-тання тиксотропної структури. Третій вимір проводиться відразу ж після вторинного перемішування для того, щоб переконатися в обра-тимость структуроутворення.
Результати спостереження за зануренням конуса в часі записуючи-ють в табл. 6.2.
Глибина занурення конуса в часі
На підставі отриманих даних робиться висновок про вплив вспомо-готельних засобів на липкість фарб.
У робочий журнал заноситься схема приладу ПЛК.
Для ФПТ (спеціальність 1109)
Загарінская Л.А. Шахкельдян Б.Н. Поліграфічні матеріали. -М. Книга, 1975, с. 49-50, 202-219.
Для ІЕФ (спеціальність 1712)
Гудкова Т.І. Загарінская Л.А. Поліграфічні матеріали. - М. Книга, 1982, с. I09-II5.