Измерение структурно-механических свойств (СМС) потребительских товаров

Основная задача структурно-механических свойств потребительских товаров – это разработка методов регулирования этих свойств в направлении их наиболее рационального использования в производстве, торговле, быту.

В зависимости от результатов измерений следует предъявлять соответствующие требования к технологическим свойствам сырья и к качеству готовой продукции.

Химический состав и структура сырья могут быть изменены механическими и физико-химическим воздействиями на него в ходе процесса переработки.

Исследования и контроль структурно-механических свойств сырья и готовой продукции являются важным этапом в направленном изменении и регулировании их качества.

Теория регулирования структурно-механических свойств потребительских товаров основывается на достижениях молекулярной физики и химии, физико-химии полимеров, реологии, механохимии и физико-химической механики.

При разработке методов структурно-механических свойств изучают размеры и виды атомов, молекул, состав атомных групп полимеров, взаимодействие их между собой и низкомолекулярными соединениями, силой основных и вторичных химических связей структуры.

Химический состав любого потребительского товара может быть изменен путем смешивания сырья в других пропорциях, введением товара и т.д.

Изменение фазового равновесия растворов полимеров и коллоидных систем может быть достигнута соответствующим изменением концентрации иона и окислительно-восстановительного потенциала.

Усилить или ослабить химические связи структуры изменить структурно-механические свойства можно также механическим, тепловым, электрическим воздействиями.

Приборы для измерения значения каждой группы свойств сдвиговых компрессионных и поверхностных имеют свою специфику.

Однако, общими будут следующие переменные:

-сила

-момент или напряжение

-расстояние

-деформация

-площадь или объем

-время

-скорость деформации или линейная скорость

-энергия.

В соответствии с этими механические измерительные приборы содержат устройства для регистрации усилий деформации, времени, а энергия вычисляется по этим показателям, либо измеряется специальными приборами.

По виду измеряемой величины реологические приборы делят:

1 Динамические: сила, напряжение, момент;

2 Кинематические: время, скорость;

3 Геометрические: длина, площадь, объем

4 Энергетические: мощность.

В приборах 1 группы в основном используется метод постоянной скорости сдвига, который реализуется путем применения электромеханического или гидравлического привода, а сила измеряется различными динамометрами.

В приборах 2 группы заложен метод постоянной нагрузки. Они конструктивно значительно проще, т.к. скорость перемещения или вращения измеряется обычным секундомером или записывается на диаграммной ленте.

В приборах 3 группы используется метод измерений при котором постоянная сила нагружения обусловлена неизменной массой подвижной части прибора, а время измерения обычно постоянно обусловлена неизменной массой подвижной части прибора, а время измерения обычно постоянно 180- 300 с и оно несколько больше, чем период релаксации. В приборах измеряют глубину погружения путем оценки скорости или силы погружения, причем, скорость погружения может уменьшаться до 0-пинетрация.

В приборах 4 группы по площади диаграммы определяют энергию деформирования, а ордината на диаграмме показывает усилие. Кроме того, в приборах этой группы энергия может быть вычислена по мощности, если прибор снабжен самопишущим или показывающим ваттметром или счетчиком.

При контроле структурно-механических свойств необходимо учитывать специфические особенности структуры отдельных товаров.

При исследовании структурно-механических свойств измеряемыми величинами являются:

-действующие напряжения

-деформация

-скорость деформации

-температура

-концентрация сухих веществ (для пищевых продуктов).

Для ряда товаров или систем условия испытаний осложняются непостоянством химического состава, сложностью, неоднородностью и лабильностью их структуры. Она изменяется в связи с:

-биологическими (пищевыми препаратами) процессами

-физико-химическими процессами,

протекающими при обработке и хранении.

При измерении структурно-механических свойств необходимо учитывать неоднородность, микро- и макроструктуры многих натуральных объектов, их клеток и тканей.

По изменениям механических характеристик структуры во время ее выдержки после изготовления представляется возможным охарактеризовать процессы: гидролиза, набухания, растворения полимерных структур их тиксотропии, кристаллизации, рекристаллизации и т.д.

Это возможно сделать измеряя и фиксируя изменения модулей упругости и вязкости через известные промежутки времени.

Методы атомной спектроскопии