ПЛАСТМАССЫ

Метод определения теплопроводности

ГОСТ 23630.2-79

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

Москва

РАЗРАБОТАН Министерством химической промышленности

ИСПОЛНИТЕЛИ

В.И. Серенков, В.С. Биль, Е.Л. Татевосян, Е.В. Самардуков, М.В. Белостоцкий, Л.Д. Дерюгина

ВНЕСЕН Министерством химической промышленности

Член Коллегии В.Ф. Ростунов

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного Комитета СССР по стандартам от 16 мая 1979 г. № 1735

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ПЛАСТМАССЫ Метод определения теплопроводности Plastics. Method for the determination of thermal conductivity

ГОСТ 23630.2-79

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 16 мая 1979 г. № 1735 срок введения установлен

с 01.07.1981 г.

до 01.07.1986 г.

Настоящий стандарт распространяется на пластмассы с теплопроводностью от 0,1 до 5 Вт/мК и устанавливает метод определения теплопроводности в интервале температур от минус 100 до плюс 400 °С (от 173 до 673 К).

Стандарт не распространяется на ячеистые пластмассы с размером ячеек более 0,1 мм и на пластмассы, размягчающиеся или подвергающиеся деструкции в пределах температур измерения.

Сущность метода состоит в измерении теплового сопротивления образца при монотонном режиме нагрева его при заданных значениях температур испытания.

1. ОТБОР ПРОБ

1.1. Отбор проб, режим и способ изготовления образцов должны быть указаны в нормативно-технической документации на пластмассу.

1.2. Образец для испытания должен быть в форме диска диаметром 15 мм, высотой от 0,5 до 5 мм (черт. 1).

Черт. 1

Черт. 2

Высоту образца (h) выбирают в зависимости от ожидаемого значения коэффициента теплопроводности (l) из таблицы.

1.3. Для испытания берут не менее трех образцов.

2. АППАРАТУРА, МАТЕРИАЛЫ И РЕАКТИВЫ

2.1. Аппаратура, материалы, реактивы по ГОСТ 23630.1-79 разд. 2. При этом применяют:

прибор ИТ-l-400 (черт. 2 - 3), основой которого является l калориметр;

1 - тепломер; 2 - термопара; 3 - адиабатная оболочка; 4 - прижим; 5 - пружина; 6 - входной патрубок; 7 - корпус; 8 - теплозащитная оболочка; 9 - стержень; 10 - образец; 11 - основание; 12 - нагревательный блок; 13 - выходной патрубок

Черт. 3

образец, диаметром 15±0,3, высотой 5±0,1 мм из меди марки m₁ по ГОСТ 859-78 (СТ СЭВ 226-75) для градуировки прибора (см. обязательное приложение 1, 3);

образцовые меры теплопроводности из кварцевого оптического стекла марки KB по ГОСТ 15130-69 или полиметилметакрилата для поверки прибора (см. обязательное приложение 2, 3).

3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

3.1. Образец взвешивают с погрешностью не более 0,001 г, измеряют высоту и диаметр образца с погрешностью не более 0,01 мм.

3.2. Контактные поверхности образца, основания и стержня (см. черт. 3) протирают бензином (спиртом), затем на них наносят тонкий слой кремнийорганической жидкости марки ПФМС-4, если в нормативно-технической документации на пластмассу нет иных указаний.

3.3. Испытуемый образец устанавливают в прибор на тепломер, затем опускают стержень, прижимая его прижимом и пружиной, и закрывают калориметр.

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

4.1. Проведение испытания по ГОСТ 23630.1-79, разд. 4. При этом металлическое ядро калориметра состоит из нагревательного блока, основания, тепломера, стержня из меди и адиабатной оболочки (см. черт. 3.) При нагреве через каждые 25 °С (температура стержня) измеряют перепады температуры на образце и на тепломере, пропорциональные числу делений шкалы гальванометра.

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

5.1. Теплопроводность образцов (l) в Вт/мК для каждой температуры вычисляют по формуле

,

где h - высота образца, м;

Р_o - тепловое сопротивление образца, м²×К/Вт;

s_b - поправка на тепловое расширение образца, которую вычисляют по формуле

s_b = bDt,

где b - справочное значение коэффициента линейного теплового расширения, град^-1;

Dt - температурный интервал испытания,°К.

5.2. Тепловое сопротивление образца (P_o) вычисляют по формуле

,

где S - площадь поперечного сечения, м²;

Р_к - поправка, учитывающая тепловое сопротивление контактов и определяемая из градуировки прибора (см. обязательное приложение 1);

n_о - перепад температуры на образце, число делений шкалы гальванометра;

n_T - перепад температуры на тепломере, число делений шкалы гальванометра;

K_T - коэффициент пропорциональности, характеризующий эффективную тепловую проводимость рабочего слоя тепломера, определяемый из градуировки прибора (см. обязательное приложение 1);

s_c - поправка на теплоемкость образца.

5.3. Поправку на теплоемкость (s_с) вычисляют по формуле

,

где С_о - удельная теплоемкость образца, Дж/кг×К;

С_с - удельная теплоемкость стержня, Дж/кг×К;

m_о - масса образца, кг;

т_с - масса стержня, кг.

5.4. Температуру () в градусах Цельсия, к которой относят измеренное значение теплопроводности, вычисляют но формуле

,

где t_c - температура стержня, °К;

А_t - температурный коэффициент термопары, °К/мВ;

K_u - чувствительность гальванометра, мВ/делений;

п_о - показания гальванометра (деления шкалы).

Пример лабораторной записи указан в рекомендуемом приложении 4.

5.5. За результат испытания принимают среднее арифметическое значение теплопроводности не менее чем трех образцов, допускаемое расхождение между которыми должно быть указано в нормативно-технической документации на пластмассу.

5.6. Результаты испытаний записывают в протокол, который должен содержать следующие данные:

наименование и марку материала;

способ и режим изготовления образцов;

значение теплопроводности при соответствующих температурах испытания в измеренном интервале температур;

дату испытания;

обозначение настоящего стандарта.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Обязательное

ГРАДУИРОВКА ПРИБОРА

1. При градуировке определяют постоянные прибора:

K_T - тепловую проводимость тепломера, Вт/К;

P_к - поправку, учитывающую контактное тепловое сопротивление образца, заделки термопар, динамические погрешности и неидентичность градуировки термопар, К/Вт.

2. В соответствии с настоящим стандартом проводят не менее пяти определений с образцовой мерой из кварцевого оптического стекла марки KB по ГОСТ 15130-69 или полиметилметакрилата. Тепловую проводимость тепломера (K_T) вычисляют по формуле

,

где h - высота образцовой меры, м;

S - площадь поперечного сечения образцовой меры, м²;

l - коэффициент теплопроводности образцовой меры, измеренный при испытании, Вт/мК;

n_o - перепад температуры на образце, число делений шкалы гальванометра;

n_T - перепад температуры на тепломере, число делений шкалы гальванометра;

s_с - поправка на теплоемкость образца.

За результат принимают среднее арифметическое значение K_T не менее чем из пяти определений.

3. В соответствии с настоящим стандартом проводят не менее пяти определений с образцом из меди марки m₁, покрытым кремнийорганической жидкостью ПФМС-4. Поправку на контактное тепловое сопротивление образца (Р_к) вычисляют по формуле

,

где h_м - высота образца из меди, м;

l_м - коэффициент теплопроводности меди, Вт/мК.

За результат принимают среднее арифметическое значение Р_к не менее чем пяти определений.

4. Тепловую проводимость тепломера (K_T) уточняют с учетом среднего значения (Р_к) по формулам

,

.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Обязательное

ПОВЕРКА ПРИБОРА

Поверка прибора в соответствии с обязательным приложением 2 ГОСТ 23630.1-79, при этом в расчетные формулы подставляют значения теплопроводности соответствующих образцовых мер.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Справочное

СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Рекомендуемое

СОДЕРЖАНИЕ