УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ ЛИНЕЙНОГО ПИРОЛИЗА РЕЗИН

Предлагаемое техническое решение относится к устройствам, предназначенным для испытания резин, в частности для исследования их огнестойкости и процессов, протекающих в резинах при горении, и может найти применение при прогнозировании работоспособности огнезащитных покрытий из резин.
Известен метод и устройство для сравнительной оценки горючести полимерных материалов (ГОСТ 21793-76. Пластмассы. Метод определения кислородного индекса), которые позволяют определить минимальную концентрацию кислорода в потоке смеси кислорода с азотом, которая поддерживает горение образца в течение 180 с.
Недостатком этого метода является то, что он не позволяет оценить скорость горения полимерного материала.
Наиболее близким техническим решением является метод и устройство для определения воспламеняемости пластмасс (ГОСТ 21207-81 Пластмассы. Метод определения воспламеняемости), заключающиеся в определении длины обуглившейся части образца и времени его горения в результате воздействия пламени газовой горелки в течение 60 с.
Недостатком этого метода и устройства является то, что он не позволяет проводить испытания резин и определять скорость линейного пиролиза полимерного материала при постоянном воздействии пламени, что наиболее характерно для огнезащитных полимерных покрытий в условиях пожара и подобных критических ситуациях.
Техническим результатом предлагаемого устройства для исследования огнестойкости резин и процессов, протекающих в резинах при горении, является возможность испытания цилиндрических образцов резин в условиях воздействия пламени, при котором в образце обеспечивается одноосный тепловой поток.
Технический результат достигается тем, что устройство для определения скорости линейного пиролиза резин, включающее газовую горелку и установку для закрепления образца, отличается тем, что в качестве газовой горелки используют газовоздушную горелку с принудительной подачей воздуха, установленную перпендикулярно входному сечению установки для крепления образца, выполненной в форме цилиндрической трубы, полость образованная внешней и внутренней поверхностями которой снабжена патрубками для подачи и отвода охлаждающей жидкости.
Использование цилиндрического образца, боковая поверхность которого охлаждается, а одна из торцевых поверхностей подвергается воздействию высокотемпературного потока пламени, позволяет создать в резиновом образце одноосный тепловой поток, под действием которого происходит пиролиз материала образца. Наличие термопары в образце позволяет определить скорость движения изотермы в глубину образца и связанную с ней скорость линейного пиролиза.
Использование газовоздушной горелки с принудительной подачей воздуха позволяет регулировать температуру и мощность теплового потока пламени газовой горелки, что дает возможность регулировать условия воздействия пламени на огнезащитный материал в широком диапазоне.
На фигуре представлен общий вид устройства для определения скорости линейного пиролиза резин.
Устройство для определения скорости линейного пиролиза резин включает газовоздушную горелку 1 с принудительной подачей воздуха, установку 2 для крепления образца 3, внутри которого на глубине 5 мм от его рабочей поверхности установлена термопара 4, подключенная к измерительному преобразователю 5. Внешняя 6 и внутренняя 7 поверхности установки 2, выполненной в форме цилиндрической трубы, образуют полость 8, которая снабжена патрубками 9 для подачи и отвода охлаждающей жидкости.
Цилиндрический образец 3 из резины закрепляется в установке 2 и подвергается воздействию пламени газовоздушной горелки 1 до тех пор, пока температура внутри образца на глубине 5 мм от его рабочей поверхности не достигнет 100°C. В момент воздействия пламени газовоздушной горелки на рабочую поверхность образца происходит пиролиз резины, так как температура пламени составляет 900-1200°C и рабочая поверхность образца не контактирует с окружающим воздухом. Расположение пламени газовоздушной горелки перпендикулярно рабочей поверхности образца и охлаждение образца по его боковой поверхности позволяет создать в резиновом образце одноосный тепловой поток, под действием которого происходит линейный пиролиз материала образца. Тогда скорость линейного пиролиза резины можно оценить по времени достижения температуры 100°C, которая регистрируется термопарой. После испытания структура и материал образца могут быть подвергнуты дополнительным исследованиям, например, микроскопическим, рентгеноструктурным и другим.
Таким образом, предлагаемая конструкция устройства для определения скорости линейного пиролиза резин позволяет исследовать огнестойкость резин и процессы, протекающие в резинах при горении.