Термоіндикатори

2.Літературний огляд.

Роль температурних і теплових вимірювань настільки велика, що в даний час без них не може обійтися практично жодна область знань, жодна галузь промисловості.

Кожен з існуючих способів виміру температури має свої переваги і недоліки, тому вибір того чи іншого методу залежить від цілей та конкретних умов вимірювання. Наприклад, вимірювання температури за допомогою термоелектричних термометрів опору, яка знайшла найбільш широке застосування, незважаючи на надійність і високу точність, не завжди дозволяє отримати необхідну інформацію про температуру об'єкта. Зокрема, коли необхідно визначити температуру не в окремій точці, а її розподіл по поверхні для встановлення ділянок з великою градієнтом температури, термометри термоелектричні і опору не придатні. Часто потрібно визначити температуру таких деталей, на яких неможливо встановити термометри або це пов'язано з великими труднощами (всередині складних агрегатів, на обертових деталях, на великих поверхнях, на тонкостінних деталях і т.д.). Нарешті, навіть при вимірюванні в легкодоступних зонах доцільніше використовувати який-небудь менш трудомісткий метод вимірювання температури.

Колірні термоіндикатори є одним з перспективних засобів не тільки реєстрації, але і вимірювання температури. До таких термоиндикатором відносяться речовини, що володіють здатністю різко змінювати свій колір при певній температурі, званої температурою переходу. Застосування термочутливих покриттів особливо ефективно для дослідження розподілу температури в печах різного призначення, в тому числі для випалу породи у виробництві мінеральних добрив, в газових і парових турбінах і т.п. Основними споживачами є промисловість будматеріалів, виробництво мінеральних добрив, турбобудування, електронна та авіаційна промисловості. Найбільший інтерес представляють багатопозиційні колірні термоіндикатори. Патентні дослідження з глибиною пошуку 20 років показали, що провідними країнами в розробці термоіндикаторів є Великобританія, США, Франція, Німеччина, Японія. Виявлено, що патентів на багатопозиційні термоіндикатори, які служать для контролю температурних полів, не існує. Є патенти Німеччини, Великобританії, США на термоіндикатори, що мають один колірний перехід, які не можна використовувати для контролю температурних полів, а лише для визначення температури в конкретній точці.

2.1.Основние відомості про колірні

термоіндикатори.

2.1.1.Классіфікація термоіндикаторів.

Сучасні термоіндикатори володіють великою різноманітністю ознак, що розрізняються. Класифікація полегшує вибір необхідного термоіндикатори.

В основу покладено такі ознаки:

1) принцип дії;

2) вид (форма);

3) фізико-хімічні перетворення, що обумовлюють колір;

4) кількість температурних переходів;

5) залежність цветоизменения від умови нагрівання;

6) точність вимірювання температури;

У таблице1 наведено класифікацію термоіндикаторів.

За принципом дії термоіндикатори поділяються на 4 основні типи: термохімічні індикатори, термоіндикатори плавлення, рідкокристалічні термоіндикатори і люмінесцентні термоіндикатори.

Термохімічні термоіндикатори - це складні речовини, які при досягненні певної температури різко змінюють свій колір за рахунок хімічної взаємодії компонентів.

Термоіндикатори плавлення змінюють свій колір в результаті плавлення одного або декількох компонентів, що мають строго певні температури плавлення.

Рідкокристалічні термоіндикатори в певному інтервалі температур переходять в рідкокристалічний стан, що володіє властивістю при незначній зміні температури так змінювати свою структуру, що падає на них промінь світла розкладається і відображається зі зміною кольору. При цьому переходи твердих кристалів у рідкі та рідких в ізотропний розплав є фазовими переходами першого роду.

Таблиця 1.

Класифікація термоіндикаторів

Люмінесцентні термоіндикатори - це різновид люмінофорів, які залежно від температури змінюють або яскравість, або колір світіння.

За своїми фізико-хімічним перетворенням термоіндикатори поділяються на три групи: оборотні, необоротні та квазіобратімие.

До оборотним відносяться термоіндикатори, які змінюючи колір при нагріванні до температури переходу або вище її, відновлюють первісну забарвлення при зниженні температури нижче критичної.

Необоротними є такі, в яких при нагріванні відбуваються незворотні процеси (хімічні або фізичні), в результаті чого початковий колір після подальшого охолодження не відновлюється.

Квазіобратімимі називають термоіндикатори, які, змінюючи свій колір при нагріванні до температури переходу або вище, відновлюють його при наступному зниженні температури поступово під дією вологи. Вони можуть застосовуватися багаторазово.

2.1.2. Асортимент і найважливіші характеристики

термоіндикаторів речовин.

Термоіндикаторні речовини випускають понад 20 зарубіжних фірм, однак, лише деякі з них є багатопозиційними. Всі вони оборотно і необоротно змінюють свій колір при нагріванні в інтервалі температур 62-1097 ° С з числом переходів від 3 до 11 (таблиця 2).

Максимальним числом колірних переходів мають термоіндикаторні речовини фірми "Калоколор" (Німеччина), ТР-5, ТР-8 ("Роллс-ройс"), С-3 ("Термографік").

Найбільша рівномірність температурних інтервалів між температурами колірних переходів притаманна термоіндикаторною речовині Е-106 ("Термоіндекс"). Термоіндикаторною речовина "Калоколор" (Німеччина) плавно змінює свій колір від світло-коричневого до світло-сірого в інтервалі температур від 117 ° С до 447 ° С. У цьому температурному інтервалі виділено 12 помітних оком кольорових зон, що мають температурні інтервали 20-50 ° С.

Склад і спосіб виготовлення термоіндикаторів речовин фірмами не вказується, тому відтворити їх в більшості випадків неможливо.

Кращі зарубіжні термофарби ТР-5, ТР-8 і С-3 фірм "Роллс-Ройс" і "Термографік" (Великобританія), що мають по 7-8 колірних переходів в інтервалі 417-1067 ° С практично не імпортується не тільки з-за браку валюти, а й через можливості їх застосування для передових областей техніки (розробка виробів електронної техніки, авіаційних газотурбінних двигунів і т.п.).

Вітчизняні багатопозиційні термоіндикатори (таблиця 3), розроблені в РХТУ ім. Д.М. Менделєєва, мають від 6 до 12 колірних переходів при 50-975 ° С і випускалися раніше заводом "Емітрон" (м. Москва) і в Ленінграді. В даний час їх випуск припинений.

Таблиця 2.

Характеристики колірних багатопозиційних

термоіндикаторів речовин зарубіжного виробництва

Таблиця 3.

Характеристики вітчизняних колірних багатопозиційних термоіндикаторів

2.1.3.Прімененіе термоіндикаторів речовин і

вимоги до них.

Термоіндикаторні речовини застосовуються в багатьох галузях народного господарства для індикації температур і метрірованія температурних полів поверхонь об'єктів, наприклад, при доведенні вузлів і деталей, контролі оптимальних температур термообробки, загартування, визначенні перегрівів устаткування і т.д.

У залежності від умов та цілей дослідження застосовують колірні, структурні та газовиділяючих тів.

При вимірі температури на поверхні печей, камер згоряння, поверхні соплових і робочих лопаток газотурбінних двигунів і т.д., фактично потрібно не вимірювання температур в окремих точках, а розподіл температур по поверхні. У цьому випадку однопозиційні тив стають практично непридатними. Візуалізацію температурних полів можуть забезпечити лише багатопозиційні ЦТІВ, які мають кілька критичних температур у досить широкому температурному інтервалі, або плавно змінюють свій колір залежно від температури. Термоіндикаторні речовини фірми "Калоколор" мають 12 кольорових зон, "Термогра-фік" -8, "Роллс-Ройс" - 7 критичних температур.

Залежно від умов застосування використовують оборотні, необоротні або квазіобратімие термоіндикаторні речовини. Зворотні застосовуються, коли необхідно безпосередньо спостерігати температурне поле в процесі нагріву. Зворотні ЦТІВ можна застосовувати при температурах до 497-527 ° С [1], оскільки при більш високих температурах колір термоіндикаторів речовин може маскуватися власним тепловим випромінюванням. Необоротні і квазіобратімие ЦТІВ застосовуються у разі, коли необхідно дослідження температурних полів у важкодоступних місцях. Необоротні багатопозиційні ЦТІВ № 1, № 2 (Росія), ТР-5 і ТР-8

("Роллс-Ройс"), С-3 і № 1 ("Термографік") розроблено спеціально для дослідження газотурбінних двигунів.

З практичної точки зору важливо, щоб температури колірних переходів не залежали від умов нагрівання. Прикладами таких тив є однопозиційні термоіндикатори плавлення. Для таких типів тив критичні температури залежать від часу індикації, тиску та інших особливих умов. З метою виключення помилок у вимірюванні температури необхідно користуватися градуювальними кривими. Великий вплив на температури колірних переходів ЦТІВ надає середовище. Так, термоіндикаторні речовини "Термоколор" (Німеччина) пріодни для застосування в середовищі водяної пари. Деякі з цих тив дають стійкі за показання в атмосфері вуглекислого газу (до 50%) і сірководню (до 2 обсяг.%). У середовищах оксиду сірки (IV) SO2 і аміаку NH3 успішно застосовуються олівці "Термохром" [12]. Термоіндикаторні речовини фірми "Детектотемп" і таблетки серії "R" фірми Helling можна використовувати у відновних середовищах.

Термоіндикаторні речовини випускаються в різних форма: олівці, таблетки, термоіндикаторні пристрої (етикетки і т.д.), фарби, порошки. При цьому вибір тієї чи іншої форми визначається метою і завданнями вимірювання.

Вищевикладене про колірні термоіндикаторів речовинах дозволяє сформулювати загальні вимоги ним:

1. Максимальне число критичних температур в цікавому температурному інтервалі.

2. Високотемпературні ЦТІВ повинні мати незворотні переходи.

3. Колірні переходи повинні бути чіткими, а кольори кольорових зон - контрастними.

4. Критичні температури ЦТІВ повинні бути або незалежні від режиму нагрівання та кількісного і якісного складу навколишнього середовища, або ці залежності мають бути повторюваними в межах, принаймні, однієї партії речовини.

5. Не повинні взаємодіяти з матеріалом, в контакті з яким вони перебувають.

Ці вимоги показують, що в даний час найбільш доцільна розробка багатопозиційних тів.

Відомо, що колір речовин обумовлений електронними переходами в атомах між термами, причому пофарбовані ті речовини, атоми яких переходять у збуджений стан при поглинанні енергії 150-300 кДж / моль. Ванадийсодержащих сполуки активно змінюють своє забарвлення залежно від температури і умов навколишнього середовища внаслідок зміни конфігурації електронної оболонки ванадієвих іонів.

Цим вимогам задовольняють ванадийсодержащих з'єднання, зокрема, ванадієві каталізатори та їх відходи. Відходи виробництва ванадієвих каталізаторів є перспективними матеріалами, завдяки не тільки наявності ванадієвого компонента, але і наявності міцних високотемпературних силікатних носіїв (діатоміт та ін), що мають високі адгезійні властивості на поверхні різних матеріалів.

Зазначене дозволяє припустити перспективність використання ванадієвих каталізаторів та їх відходів для отримання на їх основі багатопозиційних колірних термоіндикаторів, що мають широкі межі температурної індикації і велике число контрастних колірних переходів.

2.2.Сернокіслотние ванадієві каталізатори.

Основна кількість сірчаної кислоти, головним споживачем якої є виробництво мінеральних добрив, виробляється контактним способом. Ефективність цього процесу залежить як від вибору оптимальних умов проведення реакції окиснення SO2 на основі знання її кінетики, так і від якості використовуваних ванадієвих каталізаторів. Сірчанокислотне ванадієві каталізатори працюють в широкому діапазоні температур та концентрацій реагуючих компонентів. Практика роботи контактних апаратів показала, що зменшення активності ванадієвих каталізаторів у процесі експлуатації відбувається як у відновній, так і в окислювальному середовищах, особливо при відносно низьких температурах. Слід вважати, що інактивація каталізаторів зумовлена ​​зміною фазового складу її агрегатного стану активного компонента. У зв'язку з цим було зроблено фізико-хімічне дослідження систем, моделюючих активний компонент, а також зразків дослідних і промислових каталізаторів.

2.2.1.Свойства і склад активного компонента сірчанокислотних ванадієвих каталізаторів.

Основні висновки щодо складу та властивостей каталітично активного в умовах сірчанокислотного каталізу речовини були зроблені як на підставі фізико-хімічних досліджень властивостей активного компонента і модельних систем, так і в результаті вивчення кінетики каталітичної реакції окиснення SO2 і стаціонарного складу ванадієвих каталізаторів.

Активні компонент у технологічному процесі перебуває в розплавленому стані та дослідити його структуру складно. Вивчення системи K2S2O7-V2O5, яка моделює активний компонент ванадієвого каталізатора окислення SO2, дає деякі відомості про передбачуваний присутності тих чи інших рухомих функціональних угруповань в розплаві, які в кристалічному стані сполук перебувають в упорядкованому стані. Таким чином, результати проведених досліджень модельної системи K2S2O7-V2O5 дають підставу припускати, що активний компонент ванадієвих каталізаторів в умовах реакції окислення SO2 представляє собою розчин сульфованадатов калію в пріросульфате калію.

2.2.2.Сістема K2S2O7-V2O5.

Система K2S2O7-V2O5, яка моделює активний компонент ванадієвого каталізатора окислення діоксиду сірки досліджувалась неодноразово [3,5,6,10,15]. При вивченні хімічної взаємодії в системі K2S2O7-V2O5 до температури 1273 К і співвідношеннях вихідних фаз 1:6, 1:3, 1:2, 1:1, 2:1, 3:1, 6:1 іракськими вченими [20] встановлено освіта K3VO8, KV (SO4) 2, K3V5O14, K4V10O27, а також деяких неідентифікованих фаз. Показано, що в присутності значного надлишку V2O5 початкова температура розкладання K2S2O8 знижується в порівнянні з температурою для чистої індивідуальної солі, відповідно, з 455 до 433 К. Зниження температури розкладання пояснено взаємодією між V2O5 і піроксогруппой іона персульфата:

K2S2O8 ® K2S2O7 + 1 / 2 O2

У зразках, нагрітих до 683 К, встановлено наявність невідомого калійсульфатного комплексу Ванадіум (V), що володіє каталітичною дією.

На підставі фізико-хімічного аналізу системи K2S2O7-V2O5 встановлено, що активний компонент ванадієвих каталізаторів представляє собою розплав піросульфованадата калію в піросульфате калію [5,6]. Борескова зі співробітниками [3] досліджена діаграма плавкості даної системи, виявлено дві сполуки, що утворюються при співвідношенні вихідних компонентів, рівних 6:1 і 1,25:1 і зазначена можливість існування з'єднання 3:1. Більш обгрунтовані відомості про фазовий складі аналізованої системи отримані останнім часом [10,15,20]. Авторами [10,7,9] побудована діаграма стану системи K2S2O7-V2O5 (рис. 1).

У системі K2S2O7-V2O5 відмічено утворення трьох з'єднань 3:1, 2:1 і 1:1 K2S2O7-V2O5, розкладаються по перетектіческім реакцій. При температурах 588, 638 і 678 К. Реакції утворення сполук 2:1 і 1:1 протікають через проміжні стадії утворення сполук 3:1 і 2:1 за схемою:

K2S2O7-V2O5 523-588 До K2S2O7 · 1/3V2O5 + V2O5 588-638 До

K2S2O7 · 1/2V2O5 638-663 До K2S2O7 · 1V2O5

Евтектика при 90 мол.% K2S2O7 плавиться при температурі 563К. Ендотермічна ефекти при 458 До пов'язані з оборотним поліморфним перетворенням з'єднання 3K2S2O7 · 1V2O5,

Рис.1 Діаграма стану системи K2S2O7-V2O5.

I. -K2S2O7

II. - 3K2S2O7-V2O5

III .- 2K2S2O7-V2O5

IV .- K2S2O7-V2O5

V.-V2O5

яке підтверджено результатами високотемпературних рентгенівських вимірювань. Ендотермічна ефекти в концентраційної області 85-100 мол.% K2S2O7 при температурі 478 і 598 До пов'язані з поліморфним перетворенням піросульфата калію [21,22]. При нагріванні до 678 До всі досліджувані зразки не виявляють помітної втрати у вазі. При плавленні однофазних зразків 3:1, 2:1, 1:1 відбувається їх повне розкладання.

У результаті індіцірованія ліній рентгенограми сполуки складу 1:1 визначені параметри його ромбічної осередки: а = 14,77 А, b = 25,34 А, з = 13,19 А, z = 15, рвич .= 2,20 г/см3, рексп .= г/см3 [7].

З'єднання K2S2O7-V2O5 кристалізується в ромбічної сингонії і має елементарну комірку, похідну від гексагональної або трігональной. Число формульних одиниць z = 15 знаходиться у згоді з похідних структур від гексагональної або тригональної сингонії.

Структури всіх трьох сполук складів 1:1, 2:1, 3:1, існуючих в системі K2S2O7-V2O5, є похідними від структури K2S2O7. Кристаллохимическое поєднання солеобразние з'єднання K2S2O7 і оксідногоV2O5 становить певний інтерес. Високе значення обсягу, що припадає на один атом кисню Vo = 27,42 А для K2S2O7-V2O5, свідчить про розрідженості структури. У більш компактних структурах K2S2O7 і V2O5 обсяг, що припадає на один атом кисню, становить відповідно 23,4 і 17,9 А [19]. Позірна невідповідність числа формульних одиницю z = 15 (30 атомів K, S, V та 180 атомів О) і можливих кратностей в ромбічної сингонії 1,2,4,8,16,32 може, зокрема, пояснюватися неповної заселеністю атомами відповідних рівноцінних позицій . У цьому випадку кількість атомів буде менше кількості позицій. Неповна статичне заповнення призводить до утворення в структурі вакансій і порожнеч, роблячи її розрідженої і рухомий. Це може погіршувати якість кристалів і приводити до аморфізації з'єднання K2S2O7-V2O5 при температурах, близьких до температур плавлення.

У концентраційному інтервалі 70-90 мол.% K2S2O7 перехід сполук 1:1, 2:1 і 3:1 з твердого стану в рідкий може йти зі збереженням ближнього порядку [15]. Таке плавлення в концентраційному інтервалі 70-90 мол.% K2S2O7 припускає збереження функціональних угруповань катіонів та аніонів, що становлять структуру сполук. Цей концентраційні інтервал (від 2,3:1 до 9:1 мольних відносин K2S2O7: V2O5) становить інтерес у технології приготування активного компоненту при окисленні SO2 в SO3.

Активний компонент каталізатора в технологічному процесі перебуває в розплавленому стані та дослідити його структуру не представляється можливим. Вивчення низькотемпературних кристалічних фаз сполук 1:1, 2:1, 3:1 може дати деякі відомості про передбачуваний присутності тих чи інших рухомих функціональних угруповань в розплаві, які в кристалічному стані сполук перебувають у упорядочное стані. У роботі [9] Глазирін на підставі даних ІЧ-спектроскопії встановлено природу сполук як сульфатпіросульфатов калію, так і діоксованадія. Авторами [23] система K2S2O7-V2O5 досліджувалася при співвідношенні від 0 до 5 методами ЯМР. У системі утворюються принаймні два стани V5 +, що відрізняються структурою найближчого порядку (найближчого оточення). Для першого стану зберігається поліядерних структура з великим спотворенням локального оточення в порівнянні з V2O5. Для другого стану найближче оточення ванадію істотно інше, ніж у V2O5, і характеризується більшою щільністю зв'язку ванадій-кисень.

2.3 Індикатори. Їх склад і властивості.

Індикатори (від латинського indicator-покажчик), хімічні речовини, що змінюють забарвлення, люмінесценцію або утворюють осад при зміні концентрації будь-якого компоненту в розчині. Вказують на певний стан системи або на момент досягнення цього стану.

Розрізняють зворотні і незворотні індикатори. Зміна забарвлення перших при зміні стану системи (наприклад, фенолфталеїну при зміні рН середовища) може бути повторений багаторазово. Необоротні індикатори піддаються необоротним хімічним перетворенням, наприклад, Азосполуки при окисленні іонами BrO3-руйнуються. Індикатори, які вводять в досліджуваний розчин, називають внутрішніми, на відміну від зовнішніх, реакцію з якими проводять поза аналізованої суміші. В останньому випадку одну або кілька крапель аналізованого розчину поміщають на папірець, просочену індикатором, або змішують їх на білій порцеляновій платівці з краплею індикатора.

Індикатори застосовують найчастіше для встановлення кінця будь-якої хімічної реакції, головним чином кінцевої точки титрування. Відповідно до титрометричним методами розрізняють кислотно-основні, адсорбційні, окислювально-відновні та комплексонометричний індикатори.

Кислотно-основні індикатори являють собою розчинні органічні сполуки, які змінюють свій колір або люмінесценцію в залежності від концентрації іонів Н + (рН середовища). Застосовуються для встановлення кінця реакцій, якщо в ній беруть участь іони Н +, а також для колориметричного визначення рН водних розчинів. Причина зміни кольору індикаторів в тому, що приєднання чи віддача протонів його молекулами пов'язані із заміною одних хромофорних груп іншими або з появою нових хромофорних груп.

Індикатори бувають з однією або двома пофарбованими формами; такі індикатори називають відповідно одноколірними і двоколірними. Найбільш чітке зміна забарвлення спостерігалося б у тих індикаторів, кислотна і основна форма яких пофарбовані в додаткові кольори. Однак, таких індикаторів не існує. Тому, додаючи барвник, змінюють відповідним чином забарвлення обох форм. Подібного ефекту можна добитися, якщо використовувати суміш двох індикаторів, кольори яких доповнюють один одного. Такі індикатори називають змішаними.

Суміші індикаторів, які безперервно змінюють свій колір у всій області значень рН від 1 до 14, називають універсальними. Їх використовують для приблизної оцінки рН розчинів.

Як кислотно-основних індикаторів використовують також люмінесцентні індикатори, що змінюють свій колір і інтенсивність флуоресценції в залежності від рН і дозволяють титрувати сильно забарвлені і каламутні розчини.

Адсорбційні індикатори, речовини, здатні адсорбуватися на поверхні осаду і міняти при цьому забарвлення або інтенсивність люмінесценції. Ці індикатори, як правило, оборотні і використовуються в осадительному титруванні. У першу чергу осадом адсорбуються іони, ідентичні тим, які входять до складу самого осаду, після чого адсорбується індикатор.

Як адсорбційних індикаторів застосовуються також деякі кислотно-основні, окислювально-відновні та комплексонометричний індикатори, властивості яких у адсорбованому стані залежать від природи та концентрації іонів на поверхні осаду.

Окислювально-відновні індикатори - речовини, здатні змінювати забарвлення залежно від окислювально-відновного потенціалу розчину. Застосовують для встановлення кінцевої точки титрування окисно-відновного титрування і для колориметричного визначення окислювально-відновного потенціалу. Такими індикаторами служать, як правило, речовини які самі піддаються окисленню або відновленню, причому окислена (InOx) і відновна (InRed) форми мають різні забарвлення.

Комплексонометричний індикатори-речовини, які утворюють з іонами металів забарвлені комплекси, за кольором відрізняються від самих індикаторів. Застосовуються для встановлення кінцевої точки титрування в комплексонометріі [18].

2.3.1.Крезоловий червоний.

О-Крезолсудльфофталеін; брутто-формула C21H15O5S; молекулярна маса-382, 4.

Зелені блискучі кристали, в розтертому стані - червонувато-коричневі порошок. Легко розчиняється в спирті і розведених розчинах їдких лугів, у воді розчиняється слабо. Кислотно-основний індикатор. Крезоловий червоний має 2 інтервали переходу: перший знаходиться в межах від рН 0,2 (крас ний) до РН1, 8 (жовтий), другий - від рН 7 (жовтий) до рН8, 8 (пурпурний) [13].

2.3.2.Алізаріновий червоний С.

Натрієва сіль 9,10-дигідро-3 ,4-дигідрокси-9 ,10-діоксо-2-антрацінсульфокіслоти. Молекулярна маса-360,28. Помаранчево-жовте речовина. Температура плавлення -300 ° C. Розчиняється у воді, етанолі, не розчиняється у бензолі, бензині, хлороформі. У водних розчинах рКa для алізариновим червоного і його однозарядного іона становлять, відповідно, 5,5 і 9,5; l = 423 нм. Отримують сульфування алізарину. Алізариновим червоний є реагентом для фотометричного визначення Ai, Sc, Y і F-. Адсорбційний індикатор для аргентометріческого визначення CNS-(перехід забарвлення від жовтої до червоної); кислотно-основний індикатор для тетрометріческого визначення Zn, Th, Sc, Y (перехід забарвлення від червоної до жовтої). [18]

2.3.3.Нейтральний червоний.

Нейтральний червоний або толуїдиновим червоний є похідним Азіна: 3-аміон-6-диметиламіно-2-метілфеназінгідрохлорідом. Молекулярна маса 288,8. Брутто-формула: C15H16N4 × HCl.

Сірувато-чорний порошок, легко розчиняється у воді і спирті. У водному розчині барвник має малиново-червоний колір, а в спиртовому розчині-фуксіново-червоний. Інтервал переходу від рН 6,8 (синювато-червоний) до рН 8 (оранжево-жовтий) [13].

2.3.4.Малахітовий зелений.

Блискучі темно-зелені кристали розчинні у воді і в етанолі. Отримують конденсацією банзальдегіда з диметиланілін у присутності НСI c подальшим окисленням лекооснованія і обробкою утворюється з'єднання щавлевою кислотою.

Кислотно-основний індикатор (у водному середовищі при рН = 0.1-2.0 перехід забарвлення від жовтої до зеленувато-блакитний, при рН = 11.6-13.6 від зеленувато-блакитний до безбарвної вневодний-к блакитний). Реагент для екстракційно-фотометричного опреднленія Тi (IV) в присутності n-хлорміндальной кислоти при рН = 3.0 у середовищі хлорбензолу при співвідношенні М.З.: Ti (2:1). Використовується для непрямого визначення P, W, сульфітів, як реактивів в мікробіології, а також як трріарілметановий барвник. Випускають у вигляді хлориду (рис.2.2) і оксалату (C23H25N2) 2 +2 HC2O4-H2C2O4 [15].

2.3.5.Метіловий оранжевий.

(N-(n діметіламінофенілазо) бензосульфонат натрію, геліантін)

Помаранчево-жовті кристали, розчинні у воді, але нерозчинні у спирті.

Отримують азосочетания диазотироваться сульфаниловой кислоти з диметиламіном. Кислотний жовтий барвник, непридатний через чутливість до кислот для фарбування будь-яких матеріалів, але що є завдяки цьому одним з найважливіших кислотно-основних індікаторов.Прі підкисленні до рН = 3.1 забарвлення з жовтої переходить у помаранчеву в результаті утворення солі, будова якої відповідає гідразной формі:

Метиловий оранжевий відноситься до групи азоаренов. Азоарени та їх похідні є пофарбованими сполуками: жовтими, червоними, синіми та іншими.

Молекули азоаренов містять велику пов'язану систему і, крім того, неполярні електронні пари на атомах азоту.

Азоарени поглинають в УФ і видимій частині світу.

Хімічну поведінку азоаренов визначається присутністю азогруппами-подвійний зв'язку N = N і неподіленої електронної парою.

Вони є дуже слабкими підставами. У аміноазоренах протоніруется азогруппами.

Протоновані аміноазоарени інтенсивно поглинають у видимій частині спектру, при цьому в порівнянні з поглинанням непротонірованних сполук відбувається зсув максимального поглинання в довгохвильову область на 100-150 нм - батохромний зсув. Тому при підкисленні розчинів аміноаренов спостерігається зміна кольору: жовтий переходить в червоний, червоний у синій.

Деякі аміноазоарени застосовуються як кислотноосновного індикаторів - метиловий оранжевий, конго червоний.

2.3.6.Алізаріновий жовтий.

(Уїдливий жовтий, саліціл жовтий, натрієва сіль 5 - [(3 - нітрофеніл) азо] саліцилової кислоти).

Жовті кристали; розчиняються у воді і етиловому спирті. Кислотно-основний індикатор (перехід забарвлення від жовтої до коричневої при рН = 10.0-12.1).

2.4.Проблеми колориметрії.

Проблема точної характеристики кольору виникла давно.

Колір є найважливішою характеристикою в багатьох галузях промисловості (текстильна, поліграфічна, кіно-та фото-архітектура та ін.) У зв'язку з науково-технічною революцією колишні методи якісної характеристики кольору стають незручними, а в багатьох випадках навіть неприйнятними. Система характеристики кольору (якщо її можна назвати системою), якою ми користуємося в повсякденному житті, не піддавалася майже ніяким змінам за історично тривалий проміжок часу. Кілька квітів мають власні назви на більшості мов (білий, сірий, чорний, коричневий, спектральні кольору), інші кольори, що несуть власні назви древнього, що не мають аналогів у різних мовах або не вимагають корекції при перекладі. Ще одна група квітів визначається або назвою предмета, зазвичай має цей колір (пісочний, оливковий, брусничний), або назвою барвника (пурпурний, індиго). Велика кількість квітів з'явилося в середньовічній Європі, багато хто з них збереглися до цього дня (бордо, беж, саме, перванш). Інші кольори описуються поєднанням кольорів (жовто-зелений, синьо-чорний) з додаванням визначень (темний, світлий, глибокий, яскравий, тьмяний) [33]. Ця система тривалий час задовольняла потребам суспільства в оцінці кольору, хоча і страждала явною неповнотою (одну і ту ж саму характеристику має ряд відтінків, ясно помітних людським оком). Точно описати колір з її допомогою практично не можливо.

Робилися неодноразові спроби впорядкувати цю систему характеристики кольору, видавалися атласи квітів [34], часто настільки великі, що користуватися ними було незручно. Створювалися правила побудови словесних характеристик [35] з метою виключення дублювання термінів і різних його тлумачень, але в кінцевому рахунку виникла необхідність визначати колір кількісно, ​​одночасно виникла необхідність вимірювати ці кількісні характеристики інструментально, оскільки точність визначення кольору людиною залежить від багатьох факторів: освітлення, розміру зразка, кольору фону, особистості спостерігача. Останній чинник на відміну від перших стандартизувати не представляється можливим. У найкращому разі потрібно кількість спостерігачів досить велика, щоб результати визначень могли бути піддані статичної обробці [36]. Це ускладнює процес аж до повної його непридатності у промисловості. Робилися спроби описати колір рецептурних фарб, але метод не застосовувався через сильну залежності одержуваного кольору від якості вихідних компонентів [35].

Ситуація дещо спростилася, коли було науково доведено, що людське око реагує на три основних кольори, а інші кольори сприймаються як синтетично [37], [38].

Рецептори мають типи чутливості в червоній, зеленій і синій області. Крім того, є рецептори, що реагують на світло незалежно від спектру - ахроматичні.

Реальна картина складається із суми сигналів, що посилаються цими афектами.

Таким чином, колір може бути представлений за допомогою трьох складових. Яскравість кольору виявилася пропорційною абсолютним значенням сумарної яскравості трьох джерел, що беруть участь у синтезі даного колір [39].

Насиченість кольору передбачалося виразити через відношення яскравості кольору до яскравості джерела білого світла, світло якого додається до синтезується кольором, це змушувало вводити додатково до трьох еталонним квітам ще один - білий (чорний) [40]. У деяких дослідженнях насиченість кольору виражається через напівширину піка на спектрограмі, але у випадку дослідження кольору, складеного з двох і більше двох цей метод виявляється непридатним або ускладнюється необхідністю синтезу еквівалентного кольору, що саме по собі становить велику проблему [41]. Враховуючи, що сума трьох основних кольорів, узятих у визначеному співвідношенні, зорово сприймається як білий, то насиченість виявляється функцією тих же трьох змінних, тобто інтенсивності основних кольорів і виражається величиною відхилення координат кольору від головної (ахроматичний) діагоналі [34].

Така система повністю описує всі можливі кольори, причому головна діагональ, описувана рівнянням (y = x, z = x) є прямою, на якій розташована гамма сірих кольорів.

Загальним і серйозним недоліком всіх колірних систем, заснованих на математичному аналізі складових, є те, що вони не можуть бути приведені до видимих, "позірним" значенням, так як всі характеристики очі як фотоприймачі є складними нелінійними функціями багатьох змінних.

Це не заважає точному визначенню квітів, але робить неможливим аналітичне визначення всіх величин, пов'язаних зі сприйняттям кольору людським оком, це потрібно для визначення кількості необхідним для складання атласів і каталогів кольору, допустимого відхилення кольору виробу від вихідного, контролю якості відтворення кольору та ін У Нині прийняті пороги розрізнення сильно занижені, що при використанні інструментальних методів контролю кольору ускладнює завдання цветопроізведенія.

В1931 році Міжнародним Освітлювальні комететом (МОК) була прийнята колірна система координат RGB, де як осі координат була прийнята тріада квітів:

червоний l = 700 нМ

Р = 243 Вт,

зелений l = 546,1 нМ

Р = 4,66 Вт,

синій l = 435,8 нМ

Р = 3,38 Вт

На цій сесії МОК була прийнята і інша система, в якій в якості основних були використані нереальні кольору, більш насичені, ніж реальні. Cистема не дозволяє синтезувати кольору безпосередньо в цих координатах, але значно полегшує операції з колірними координатами. Система отримала назву XYZ, де

X = 0,4185 R-0, 0912G +0,0009 У

Y =- 0? 1588 +0,2524 G-0, 0025 У

Z =- 0,0829 R +0,0157 G-0, 1786 У

Існують також наведені координати, які дозволяють обмежити колірний простір з боку максимуму:

X = X / X + Y + Z

Y = Y / X + Y + Z

Z = Z / X + Y + Z

Оскільки, як було сказано вище, основні кольори XYZ є нереальними, то в кубічному колірному просторі лише частину обсягу займають реальні кольори.

З метою відмінності в чисельних виразах порогу розрізнення для різних точок колірного простору в 1960 р. була прийнята система UVW, що є лінійним геометричним перетворенням XYZ. У цій системі еліпси порогів розрізнення менше відрізнялися один від одного. Перетворення, що дає ще більше зближення кордонів величин порогів розрізнення знайдено не було, система була названа равноконтрастной.

Формули перетворення мають такий вигляд:

U = 4X/-2X +12 Y +3

V = 6Y/-2X +12 Y +3

Насправді перетворення не дає ні постійної величини порогу розрізнення, ні можливості його розрахунку.

У 1964 році, грунтуючись на пропозиціях Вишецкого, МКО попередньо рекомендував розширити колірний графік МКО 1960 до тривимірного простору. Рекомендоване колірний простір іменується равноконтрастним колірним простором (U *, V *, W *) МКО 1964 року. Координати U *, V *, W * пов'язані з координатами кольору U, V, Wследующім співвідношенням:

U *= 13W * (U-U0)

V *= 13W * (V-V0)

W *= 25Y1/3-17 (1 £ Y £ 100).

U *, V * є координатами равноконтрастного колірного графіка МКО 1960 року., А W *- показник світлини. Координати U0, V0, W0 визначають білий колір.

Нелінійне перетворення системи XYZ, хоча і може перетворити еліпси в майже правильні окружності рівного діаметра, але сильно спотворює колірний простір.

2.4.1.Аппаратура.

За принципом роботи колориметри діляться на трипроменевою і спектральні. Перші засновані на розкладанні променя світла світлофільтрами на три промені, по довжині хвилі близьким до квітів тріади RGB і порівнянні інтенсивності минулих променів з еталоном.

Колориметри цього типу мають меншу точність, але дозволяють швидше отримувати результати.

Cпектральние колориметри засновані на одержанні спектра досліджуваного променя і його математичній обробці. Вони мають більш високу точність і надійність. Досліджуваний промінь світла в них монохроматізіруется і прямує в фотоприймач, який послідовно знімає весь спектр.

Є модифікація цього методу, коли монохроматором служить кювету з досліджуваним розчином. Цей спосіб сильно спрощує техніку, але його точність менше, так як він не дозволяє одночасно з вимірюванням робити поправки на прозорість кювети і вимірювання спектру джерела, так як в приладі не може бути кювети порівняння.

Фотоприймачами у всіх випадках служать або фотодіоди, або фотоелектронні помножувачі. У деяких схемах застосовують фоторезистори. Фотодіоди мають менші габарити, більш надійні, не потребують стабілізації високовольтного живлення (як ФЕП), але мають меншу чутливість [35].

Останнім часом широкого поширення в зарубіжних колориметра отримали блоки фотодіодів для зняття спектрів високою щільністю монтажу (до 100 на 1мм). Така конструкція спрощує схему приладу, прискорює вимірювання, але технологія виготовлення таких приладів складна і дорога.

Фотоелектронні помножувачі мають більшу чутливість, а отже, дають більшу точність, мають багато модифікацій та можуть бути використані майже в будь-якому приладі де потрібно вимір світлового потоку. Через широкого спектру характеристик вони отримали широке застосування в оптиці, в тому числі в колориметрії [35].

Як монохроматізірующіх елементів в спектральних колориметра застосовуються: призми, дифракційні решітки, набори світлофільтрів. Набори світлофільтрів дозволяють спростити конструкцію приладу, дають досить високу відтворюваність результатів, але мають велику систематичну похибку, особливо у випадку різких зламів і гострих піків в лінії спектра. Дифракційні решітки позбавлені цього недоліку, але якість їх виготовлення буває нижче необхідного з-за високої складності технологічного процесу їх виготовлення і високих вимог, що пред'являються до монохроматор. Призми дають чіткий поділ променя на спектральні складові, дешеві, але можуть використовуватися тільки в тих випадках, коли не мають вирішального значення дисперсія коефіцієнта заломлення, що досягає 0,8% для оптичних стекол [42]. Нещодавно з'явилися голографічні монохроматор, але для масового використання порекомендувати їх поки не можна [35].

На відміну від порівняно простого пристрою знімає частини колориметра, що працює з прозорими речовинами, що знімає частину колориметра, що працює з відбитим світлом, повинна задовольняти більшій кількості вимог.

МКО прийняв за стандартні чотири способи колориметричним вимірювань відображають зразків.

1. 45 / 0 кут між висвітлюють пучком або пучками становить 450 до нормалі. Розсіювання пучка не повинно перевищувати 100. Спостереження ведеться по нормалі до зразка з відхиленням 100 (рис.2.1)

2. 0 / 45 зразок висвітлюється під кутом не більше 100 до нормалі, а спостерігається під кутом 45 ± 50 (рис.2.1.)

3. Діфф / 0 зразок поміщається в інтегруючу сферу, яка дає дифузійне освітлення. Спостерігається під кутом 100 (рис.2.1.)

4. 0/Діфф зразок висвітлюється під кутом 100, відбитий потік збирається в інтегруючої сфері (рис.2.1.)

Площа отворів у сфері не повинна перевищувати 10% від площі сфери.

Колірні характеристики вимірюються щодо умовного білого дифузного відображає еталона, в якості якого використовуються таблетки пресованого порошку оксиду магнію (МgO) або сульфату барію (ВаSO4).

В даний час широко використовуються мікропроцесори, які стикуються через аналого-цифровий перетворювач до висновків фотоприймачів, що дозволяє отримувати результати вимірювань в зручній цифровій формі, одночасно в різних координатах, отримувати значення колірної різниці [43].

Багато фірм випускають колориметри не лише стаціонарні, але й переносні, є портативні моделі, а також з виносної знімає частину [35].

Розміри зразка складають зазвичай кілька сантиметрів, це обумовлено тим, що до інтегруючої сфері ставиться вимога, щоб площа отворів у ній не перевищувала 10% загальної площі [39]. Значну частину цих 10% віднімають отвори освітлювача і светоприемника, і розмір сфери звичайно обумовлений саме цими розмірами. Якщо в цих умовах сильно зменшити розміри зразка, то різко впаде точність (потрібно пам'ятати, що площа зразка пропорційна квадрату його лінійних розмірів). Інтегруючі сфери, розраховані на малі розміри зразків, вимагають складної і досконалої оптики для об'єктивів освітлювача і фотоприймача, що ускладнює прилад і піднімає його вартість. У всякому разі, створені західними фірмами прилади, що працюють з полем зору в долі міліметра поки ще коштують дорого.

2.4.2.Расчет.

МКО в 1931 році визначив стандартного колориметричного спостерігача як сукупність трьох функцій X (l), Y (l), Z (l), які близькі до чутливості трьох видів хроматичних рецепторів людського ока.

Таким чином, колір кожного монохроматичного джерела може бути визначений в координатах X, Y, Z. Якщо спектр виміряно у n точках, кожна з яких монохроматичного, то координати кольору

n

X = åj (li) X (li)

i = 1

n

Y = åj (li) Y (li)

i = 1

n

Z = åj (li) Z (li)

i = 1

де j (li)-інтенсивність.

j (l) = b (l) S (l)

b - потік, S - частка потоку, що потрапила в фотоприймач.

У разі безперервного спектру

X = òlj (l) X (l) dl

Y = òlj (l) Y (l) dl

Z = òlj (l) Z (l) dl

Координати кольоровості:

X = X / X + Y + Z

Y = Y / X + Y + Z

Z = Z / X + Y + Z

У промисловості існує потреба в чисельному прогнозі величин, які сприймаються людиною цветоразлічій.

Для розрахунку цветоразлічій існують багато формул, однак ідеальної формули немає. Розробка такої формули потребуватиме ще багато років напружених досліджень. МКО в 1964 році запропонував для розрахунку цветоразлічій формулу, яка так і називається: формула колірних відмінностей:

DЕмко = [(DU *) 2 + (DV *) 2 + (DW *) 2] 1 / 2 (2.72)

де U *= 13W * (u-u0),

V *= 13W * (v-v0),

W *= 25Y1/3-17 (1 £ Y £ 100), (2.71)

де u і v визначаються як

u = 4X / X +15 Y +3 Z, v = 6Y / X +15 Y +3 Z,

а u0 і v0 визначаються аналогічно

u0 = 4X0/X0 +15 Y0 +3 Z0, v = 6Y0/X0 +15 Y0 +3 Z0

Координати кольору X0, Y0, Z0 визначають колір номінального білого колірного стимулу предмета. Цей стимул зазвичай задається спектральним розподілом променистої енергії одного зі стандартних випромінювань МКО, наприклад D65 або А, відображеної досконалим відображає розсіювачем в око спостерігача. За цих умов X0, Y0, Z0 є координатами кольору вибраного стандартного випромінювання і Y0 стає рівним 100.

У 1973 році комітет із колориметрії МКО запропонував приділити особливу увагу двом формулами колірних відмінностей:

а) дещо модифікований варіант формули колірних відмінностей МКО 1964года:

модифікація формули колірних відмінностей МКО 1964 року, яка визначається рівнянням (2.72), вводиться в систему координат U *, V *, W * [рівняння (2.71)].

Пропонована модифікація має вигляд

L *= 25 (100Y/Y0) 1 / 3 - 16 (1 £ Y £ 100),

u *= 13L * (u '- u'0),

v *= 13L * (v '- v'0),

де u '= 4X / X +15 Y +3 Z, v' = 9Y / X +15 Y +3 Z,

u0 '= 4X0/X0 +15 Y0 +3 Z0, v0' = 9Y0/X0 +15 Y0 +3 Z0

Формула колірних відмінностей записується як

DЕ (L * u * v *)=[( DL *) 2 + (Du *) 2 + (Dv *) 2] 1 / 2.

б) варіант формули Адамса - Ніккерсон, враховує кубічний корінь:

DE (L * a * b *)=[( Da *) 2 + (Db *) 2 + (DL *) 2] 1 / 2,

де L *= 25 (100Y/Y0) 1 / 3 - 16 (1 £ Y £ 100),

а *= 500 [(X/X0) 1 / 3 - (Y/Y0) 1 / 3],

b *= 200 [(Y/Y0) 1 / 3 - (Z/Z0) 1 / 3],

де відомо, що X0 = 98,0; Y0 = 100,0; Z0 = 118,1

У цих рівняннях координати кольору X0, Y0, Z0 визначають колір номінального білого колірного стимулу. Зазвичай він задається спектральним розподілом променистої енергії одного зі стандартних випромінювань МКО, наприклад D55 або А, відбитої від досконалого відображає розсіювача і потрапляє в око спостерігача. За цих умов X0 Y0 Z тотожні координатами кольору використовуваного стандартного випромінювання з Y0, рівним 100.

4.Експеріментальная частину.

4.1.Ісходние реактиви, методи дослідження.

4.1.1. Вихідні реактиви.

У таблиці 4 дана характеристика вихідних реактивів.

Таблиця 4.

Характеристика вихідних реактивів

4.1.2. Приготування

термоіндикаторів фарб.

4.1.2.1. Приготування сірчанокислотного ванадийсодержащих каталізатора ІК1-6 МК-04.

У процесі роботи було досліджено сірчанокислотний ванадієвий каталізатор марки ІК1-6 МК-04.

Виготовлення каталізатора включає наступні стадії:

- Приготування розчину рідкого скла;

- Отримання носія (силікагель);

- Приготування лужного розчину;

- Отримання каталітичної суспензії;

- Сушка суспензії;

- Формування гранул;

- Термообробка;

- Помел.

Його одержують у такий спосіб: готують розчин рідкого скла, наприклад, в автоклаві з силікат-глиби складу: SiO2-75%, Na2O-25%, CaO-0.4%, p = 4-7 105Па, Т = 130-140 ° C.

Силікагель отримують, додаючи до рідкого скла кислоту (ГОСТ667-73):

Na2O × 2,6 SiO2 + H2SO4 ® 2,6 SiO2 + Na2SO4 + H2O

pH осадження - 5-6,5. В отриманій суспензії силікагелю протягом 18-20 годин йде старіння осаду. Потім осад фільтрують і відмивають від іонів SO42-гарячої (60 ° C) знесоленої водою. Відфільтрований осад SiO2 змішують з ванадатним лугом і 50%-им розчином сірчаної кислоти. До отриманого розчину додають оксид кальцію, оксид заліза, оксид алюмінію і гідроксид натрію. Приготовлену таким чином масу висушують до кінцевої вологості 8%. Сухий продукт направляють на приготування формувальної пасти, одержуваної змішанням з пластифікатором (суміш графіту і стеаринової кислоти) в кульовій млині. З приготовленої формувальної пасти пресують гранули, підсушують при 80-100 ° C і прожарюють у печі при 500 ° C. Гранули розмелюють, потім перетирають на агатовій ступці.

4.1.2.2. Приготування термоіндикаторів фарб на основі ІК 1-6 МК-04.

4.1.3. Методика дослідження.

4.1.3.1. Рентгенофазовий аналіз.

Зразки аналізувалися рентгенографічно за допомогою трехкадрових фокусуючих камер-монохроматов FR-552 (фірма "Енраф-Ноніус", Голландія), що мають велику чутливість-не гірше 0.5 мовляв. % І висока кутове дозвіл не гірше 0.01%, CuKa. Зразки для зйомки в камері FR-552 готували шляхом нанесення на підкладку кальки вихідної речовини, попередньо розтертого в агатовій ступці і суспендованих в спеціальному ренгеноаморфний клеї. Зйомка проводилася на повітрі протягом 1.5-2 годин.

4.1.3.2. Диференційно-термічний аналіз.

Диференційно-термічний аналіз проводили на дериватографе "2000" системи МОМ (Угорщина) з одночасним записом теплових ефектів та зміни маси. Навішування зразка становила 350-400 мг, тиглі - платинові, швидкість нагріву-5 град. / хв і 7.5 град / хв, шкала ваг 200 мг.

4.1.3.3. Рентгеноспектральний мікроаналіз.

Рентгеноспектральний мікроаналіз проведено на приставці EDAX для мікроаналізу (мікроскоп "JEOL JSM 50A") на вміст ванадію, калію, сірки, алюмінію, заліза, кальцію, кремнію і натрію.

4.1.3.4. Дослідження термоіндикаторів властивостей.

Для визначення термоіндикаторів властивостей готували фарбу і завдавали її пензликом на метріруемую поверхню. Фарбу готували ретельно перемішуванням в агатовій ступці речовини зі спиртом або додаючи розчинник і речовину. Товщина шару становила 40-100 мкм. Дослідження термоіндикаторів властивостей речовин проводили прокаливанием їх або на пластинках змінного перерізу, через які пропускали електричний струм (рис.2), або в печах опору з подовжнім градієнтом температур (рис.3). Після витримки при незмінному профілі температурного поля у печі, шар термоіндикаторів речовин дає послідовне чергування кольорових зон з плавними і різання ми переходами. Лінії різких переходів є ізотерми.

Рис.2 Пластини для дослідження термоіндикаторів властивостей.

1-пластина з електропровідного матеріалу

2-отвори для струмовідводів

3-місця приєднання термопар

Рис.3 Трубчаста піч опору для дослідження термоіндикаторів властивостей.

1-термоізоляція печі

2-нагрівач опору-дріт зі сплаву ЕІ-625

3,6-шамотна пробка

4-шар термофарби

5-кварцова трубка з термопарою

7-пластина

8-вимірювач температури

4.1.3.5. Визначення температур колірних переходів.

Температури колірних переходів визначали, використовуючи термоіндикатори плавлення. На одну сторону сталевої пластинки з урахуванням температурного поля завдавали однопозиційні термоіндикатори плавлення. Платівку поміщали в піч з подовжнім градієнтом температури і витримували 15 хвилин. Платівку нагрівали, пропускаючи електричний струм, і по положенню кордонів плавлення однопозиційних термоіндикаторів будували графік розподілу температури по пластині. Потім, на іншу сторону завдавали досліджувану речовину. Пластину поміщали в піч, час витримки становило 15 хвилин. Далі, пластину охолоджували до кімнатної температури. Температури отриманих колірних переходів визначали з використанням графіка розподілу температурного поля по даній пластині. Детальні виміри проводили не менше трьох разів для кожного термоіндикаторною речовини. За температури колірних переходів брали середнє значення. Точність визначення температур колірних переходів склала 10 ° C.

4.1.3.6. Методика визначення адгезійної міцності

термоіндикаторів покриттів.

Адгезійну міцність (А) термоіндикаторів покриттів вимірювали вдосконаленим методом визначення адгезії лакофарбових покриттів [11]. На поверхні покриття робимо надрізи (рис.4), які утворюють на поверхні комірки у вигляді квадратів, площа яких поступово збільшується від точки перетину променевих надрізів. Середня відстань від кордону між відшарувалося і не відшарується осередками є оцінкою адгезії.

В основу даної методики покладено 10-бальна шкала оцінок, бали розраховуються за формулою:

А = (50-L) / 5, де:

L-відстань паралельних надрізів від точки перетину променевих надрізів.

Прийнято, що 0.8 балів-дуже погана адгезія, 9.8 балів-дуже гарна адгезія.

4.1.3.7. Визначення цветотемпературних характеристик.

Визначення цветотемпературних характеристик проводили використовуючи спектри відображення колірних зон досліджуваних термоіндикаторів. Спектри відбиття знімали при стандартному джерелі світла, що відтворює умови освітлення розсіяним денним світлом. Зразки готували прокаливанием протягом 20 хв. в печі при температурі від 90 до 10600С. Спектр відбиття визначається не тільки природою речовини, а й розміром частинок. Тому розмір часток при спектральних дослідженнях зберігали таким же, який він в колірних зонах термоіндикаторів речовин.

Похибка у вимірюванні не перевищує + -1,5%. Вимоги до джерела, що висвітлює зразок, визначені ГОСТ 7721-76.

Визначення координат кольору та кольоровості проводили за методом "зважених координат"

Рис.4 Вид надрізів на термоіндикаторною покритті при визначенні адгезії.

N-номер вертикальної лінії

Відстань між 10 першими вертикальними лініями -1 мм і далі становить послідовно: 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.6, 1.8, 2.0, 2.2, 2.4, 2.7, 3.0, 3.3, 3.6, 3.9, 4.2, 4.6.