Jak vypočítat absorpci vody?

Vlivem vlhkosti může u polymerních materiálů docházet k výrazným změnám a u hydrofilních plastů se projevují ostřeji než u hydrofobních. Difúze vlhkosti do polymeru je doprovázena poklesem intermolekulární interakce v něm, což do určité míry může být užitečné z hlediska pevnostních vlastností, ale další zvýšení obsahu vlhkosti působí negativně.

Je tedy nutné vyhodnotit možnost vlivu vnějšího kapalného prostředí na plasty.

Absorpce vody je parametr, který umožňuje určit stupeň hydrofobnosti materiálu. Existují dvě metody pro stanovení absorpce vody: ve studené vodě a zrychlené – ve vroucí vodě.

Stanovení absorpce vody ve studené vodě

Zařízení a materiály: sušárna, váhy, exsikátor, skleněná kádinka, destilovaná voda, vzorky materiálu, filtrační papír.

Průběh: Vzorky se suší v sušárně po dobu 24 hodin při teplotě 50±3°С. Po vysušení se vzorky ochladí v exsikátoru sušidlem a zváží s přesností na 0,00 1 g. Do skleněné kádinky se nalije destilovaná voda a vloží se do ní vzorky tak, aby byly zcela pokryty vodou a nepřišly do styku mezi sebou a stěnami kádinky.

Vzorky se uchovávají ve vodě o teplotě 23±2°С do 24 hodin poté se vyjmou z vody, odsají filtračním papírem a zváží. Doba od okamžiku vytažení do okamžiku vážení by neměla přesáhnout 1 minutu.

Vzorec 1 pro výpočet absorpce vody

Absorpce vody se vypočítá jako procento hmotnosti vysušeného vzorku pomocí vzorce 1.

kde m , m₁ – hmotnost vysušeného vzorku a hmotnost vzorku po vystavení vodě, g.

Výsledek je brán jako aritmetický průměr tří experimentů a zaokrouhlen na 0,1 %.

Stanovení absorpce vody ve vroucí vodě

Zařízení a materiály: sušárna, váhy, exsikátor, skleněná kádinka, destilovaná voda, vzorky z polyethylen, polypropylen, polyamid, polyethylentereftalát, filtrační papír.

Průběh: Vzorky se suší v sušárně po dobu 24 hodin při teplotě 50±3°С. Po vysušení se vzorky ochladí v exsikátoru sušidlem a zváží s přesností na 0,001 g.

Vzorky vložte do nádoby s vroucí vodou tak, aby byly zcela pokryty vodou a nepřišly do styku se stěnami sklenice a navzájem a inkubujte 30±1 min.

Poté se vzorky přenesou do sklenice se studenou destilovanou vodou a uchovávají se až do ochlazení 15±1 min. Poté se vzorky vyjmou z vody, odsají filtračním papírem a zváží. Doba od okamžiku vytažení do okamžiku vážení by neměla přesáhnout 1 minutu.

Absorpce vody se vypočítá jako procento hmotnosti vysušeného vzorku pomocí vzorce 1 .

Výsledek je brán jako aritmetický průměr tří experimentů a zaokrouhlen na 0,1 %.

Literatura: Metody zkoušení, kontroly a výzkumu strojírenských materiálů: referenční kniha. příspěvek. – M.: Mashinostroenie, 1993. – T.3. Metody studia nekovových materiálů. – 283 str. Plasty. Metoda stanovení absorpce vody: GOST 4650–80. – Místo GOST 4650–73; vstup 01.12.1980. – M.: IPK Standards Publishing House, 1997. – 8 s. Basov, N. I. Quality control of polymer materials / N. I. Basov, V. A. Lyubartovich, S. A. Lyubartovich. – L.: Chemie, 1977. – S. 36–44.
Autor: Kordikova E.I., kandidátka technických věd, docentka Katedry mechaniky materiálů a struktur BSTU
Zdroj: Kompozitní materiály: Laboratorní dílna, 2007
Datum zdroje: 2007

7.1 Absorpce vody – vlastnost charakterizující schopnost materiálu absorbovat a zadržovat vodu v přímém kontaktu s ním.

Absorpce vody se vyznačuje hmotností a absorpce vody podle objemu . Výpočet ukazatelů absorpce vody, %, se provádí pomocí vzorců:

kde je hmotnost vzorku nasyceného vodou, g;

— hmotnost vzorku vysušeného do konstantní hmotnosti, g;

– objem suchého vzorku, cm 3;

— hustota vody; = 1,0 g/cm3.

Existuje vztah mezi objemovou absorpcí vody a hmotnostní absorpcí vody

7.2 Řízení

– krystalizátor (skleněná nádoba),

7.3 Příprava na zkoušku.

Kusy stavebních hmot určené ke zkoušení se suší v sušárně při teplotě (100 ± 5) o C do konstantní hmotnosti a ochlazují.

7.4 Testování.

Určete hmotnost suchého vzorku v gramech. Na jedné straně vzorku jsou křídou nebo tužkou nakresleny čáry, které jej rozdělují na čtyři části přibližně stejné výšky. Vzorek se vloží do krystalizátoru a nalije se do něj voda. Hladina vody by měla dosahovat spodní rysky na vzorku (do úrovně odpovídající ¼ výšky vzorku) a v tomto stavu by měla být udržována po dobu 5 minut. Vzorek se vyjme a jeho povrch se otře vlhkým hadříkem. Určete hmotnost vzorku nasyceného vodou v gramech.

Vzorek se umístí zpět do krystalizátoru. Přidejte vodu do krystalizátoru na úroveň odpovídající další značce. Vzorek znovu podržte po dobu 5 minut, vyjměte jej, otřete jeho povrch vlhkým hadříkem a zvažte jej. Tyto kroky se opakují při každé hloubce ponoření vzorku.

Po každém zvážení vzorku nasyceného vodou se pomocí vzorce (17) vypočte hmotnostní absorpce vody. _, %.

Výsledky vážení vzorků a výpočtů jsou zaznamenány v tabulce 6.

Tabulka 6 – Výsledky stanovení nasákavosti

ukazatele	Hloubka ponoření vzorku ve výšce při
¼	½	¾	plný
Doba nasycení, min
Suchá hmotnost , Pane
Hmotnost vzorku nasyceného vodou , Pane
Absorpce vody hmotností %
Absorpce vody podle objemu ,%
Pórovitost ,%	–	–	–
Koeficient nasycení pórů vodou	–	–	–

Pomocí skutečné hodnoty průměrné hustoty materiálu uvedená v tabulce 6, objemová absorpce vody se vypočítá pomocí vzorce (18) .

Na základě hodnoty objemové absorpce vody získané při úplném ponoření vzorku do vody se vypočítá koeficient nasycení pórů vodou:

Na základě skutečných dat je sestrojen graf kinetiky absorpce vody materiálem (obrázek 5).

Absorpce vody podle objemu Wo,%

Doba držení vzorku ve vodě, min

Obrázek 5 – Kinetika absorpce vody