Методические указания по выполнению работы. 1. Оформить протокол испытаний (табл

1. Оформить протокол испытаний (табл. 3).

2. Включить муфельную печь и установить ее терморегулятор на заданную температуру.

3. Ознакомиться с оборудованием для нанесения покрытий в псевдокипящем слое полимера. Зарисовать схему лабораторной установки (рис. 3).

4. Зачистить поверхности образцов (кроме стеклянного) наждачной бумагой до металлического блеска, тщательно обезжирить поверхность ацетоном или бензином-растворителем. Замерить толщину образцов микрометром, результаты занести в протокол.

5. Нагреть образцы в муфельной печи в течение заданного времени. Основные технологические параметры получения покрытий в кипящем слое (ориентировочные!) для изделий с толщиной стенки 1-8 мм приведены в табл. 2.

Таблица 2

Температурные режимы получения покрытий в кипящем слое (на стальных образцах)

Порошковый полимерный материал	Температура предварительного нагрева, 0С	Продолжительность напыления, с	Температура оплавления или отверждения, 0С	Продолжительность оплавления, мин.
Полиэтилен низкого давления	320-360 (280)	3-20
Полиэтилен среднего давления нестабилизированный		3-10
Полиэтилен высокого давления	240-320	3-10		5-7
Полипропилен нестабилизированный			180-200	1-2
Полипропилен стабилизированный	280-300		240-250	3-7
Поливинилбутиральная краска ПВЛ-212	250-320	2-4	200-230	2-5
Эпоксидная краска П-ЭП-967	120-150	3-10

Рис. 3. Схема охлаждения порошка на поверхности нагретого изделия в кипящем слое.

1 - камера; 2 - изделие; 3 - осевшие на изделие частицы полимера; 4 - не осевшие на изделие частицы полимера; 5 - пористая перегрузка.

6. Нанести покрытие вихревым методом (в псевдокипящем слое полимера):

а) включить в сеть электрокомпрессор;

б) внимательно следя за уровнем "вскипающего" полимера в камере установки, постепенно открывать вентиль на ресивере компрессора, добиваясь увеличения объема порошка полимера в 1, 2-1, 5 раза;

в) вынуть из муфельной печи образец 70x70 мм, опустить в слой полимера на заданное время, затем снова ввести его в печь (не класть!) и дождаться: оплавления нанесенного покрытия. Повторить напыление заданное количество раз (число слоев покрытия);

г) охладить образец в заданной охлаждающей среде с указанной скоростью.

7. Нанести покрытие на остальные образцы.

Записать в протокол результаты визуального осмотра качества покрытия образцов,

Определить свойства покрытия (согласно методическим указа­ниям, имеющимся в лаборатории); результаты исследований, выражен­ные в системе СИ, занести в протокол испытаний, табл. 25.3:

а) замерить толщину покрытия на образцах с помощью толщиноме­ра ТПМ-Л5 или микрометром;

б) определить сплошность покрытия (прибор ЛКД-1);

в) испытать покрытие на электроискровой пробой (прибор ЭД-5), рассчитать электрическую прочность;

г) определить прочность покрытия на удар (прибор У-1A) ГОСТ 4765-73;

д) провести испытание покрытия на изгиб (прибор ШГ-1) ГОСТ 6806-73;

е) испытать покрытие стеклянного образца на условную твердость (прибор МЭ-3) ГОСТ 5233-67;

ж) определить адгезию покрытия методом решетчатого надреза ГОСТ 15140-69.

Построить графики зависимости: время напыления - толщина покрытия; толщина покрытия - прочность на удар.

Изучить микроструктуры покрытия в зависимости от режима охлаждения в отраженном поляризованном свете на микроскопах МИМ-7 или ММУ-3М, зарисовать микроструктуру покрытия подготовленных микрошлифов, указав увеличение микроскопа; определить вид надмо­лекулярной структуры полимера и первичных образований (аморфный или кристаллический полимер).

Техника безопасности

1. При нагреве образцов в муфельной печи дверцу печи открывать аккуратно, образцы брать только пассатижами или щипцами (температура образцов выше 300°С!).

2. Не допускать перегрева образцов при оплавлении покрытия, так как при длительном нагреве происходит частичная деструкция (разложение) полимера с выделением токсичных низкомолекулярных продуктов (оплавляемое покрытие не должно быть желтым).

3. Оплавление покрытия проводить только при включении приточно-вытяжной вентиляции.

4. При испытании покрытий на электроискровой пробой после включения прибора ЭД-5 в электросеть не касаться зажима и щетки щупа руками (напряжение на щупе до 10 кВ).

5. При работе на микроскопах не трогать оптику руками.

Таблица 3 Протокол испытаний покрытий

Способ напыления:

Размеры образцов, мм	70x70	120x20	90x60
Материал образца	Ст.3	Жесть черная	Стекло фотонегативное
Вид испытаний покрытий на со­ответствующем образце	Замер толщины покрытия
Определение сплошности покрытия, прочности на электро­искровой, пробой, удар	Испытание на изгибостойкость	Определе­ние условной твердо­сти

1. Температура в муфельной печи, °С

2. Время нагрева образца в печи расчетное, с

3. Название, марка порошкового полимера

4. Число слоев покрытия

5. Время выдержки образца в слое полимера (в камере), с

6. Среда для охлаждения образ­цов с покрытием

7. Режим (скорость) охлаждения покрытия, °С/ мин

8. Внешний вид покрытия (харак­тер и место расположения де­фектов)

9. Толщина покрытия, мкм

10. Сплошность покрытия (по ЛКД- 1)

11. Прочность на электроискровой пробой (по ЭД-5), кВ

12. Прочность на удар (по У-1А), Н·м

13. Прочность на изгиб (по ШТ-1),мм

14. Условная твердость покрытия (по МЭ-3)

15. Адгезия покрытия (по методу решетчатого надреза)

Контрольные вопросы

1. Для какой цели наносятся полимерные покрытия?

2. В чем преимущества порошковых "красок" перед лакокрасочными покрытиями?

3. Каковы недостатки покрытий, полученных на основе порошкообразных полимеров?

4. Какова технология подготовки порошковых полимеров перед на­
несением покрытий?

5. Какие факторы влияют на качество формируемого покрытия?

6. Какие существуют методы нанесения порошковых красок?

7. В чем преимущество модернизированных методов нанесений покрытий с применением электрического поля?

8. Какие термопласты применяются для нанесения покрытий?

9. Какие термореактивные полимеры применяются для порошковых "красок"?

10. Какие компоненты вводят в состав порошковых композиций для напыления покрытий и для какой цели?

11. Какими свойствами характеризуется покрытия на основе амор­фных полимеров?

12. Какие свойства покрытий возрастают с повышением степени кристалличности полимера?

13. Какие факторы влияют на толщину покрытия?

14. От чего, зависит величина зерна надмолекулярных образований полимера (величина сферолитов)?

15. Какие факторы влияют на тип первичной структуры кристалли­зации полимеров?

16. От чего зависят внутренние напряжения покрытий?
Как оценивается качество нанесенных покрытий?
Какие существуют методы испытаний покрытий?

Форма отчета

Лабораторная работа № 3.

«Изучение структуры и свойств защитных полимерных покрытий»

1. Название, цель работы, короткое теоретическое обоснование;

2. Ход выполнения работы;

3. Рисунок (схему) лабораторной установки для нанесения покры­тия в псевдокипящем слое полимера с кратким описанием принципа действия установки;

4. Протокол испытаний полимерного покрытия. Все графы протокола, должны быть заполнены, результаты испытаний дать в системе СИ.

5. Графики зависимости: 1) время напыления, с - толщина покрытия, мм; 2) толщина покрытия, мм - прочность покрытия на удар, Н·м.

6. Зарисовки микроструктур покрытия после различных режимов охлаждения с указанием вида надмолекулярной структуры полимера.

7. Выводы о влиянии режима охлаждения покрытия, толщины покры­тия, на микроструктуру и свойства покрытия.