Файл: 1 Начало промышленного производства ряда полимеров и пластмасс.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.01.2024
Просмотров: 329
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
По последней классификации полимерные материалы делят на две большие группы: общетехнического назначения и инженерно-технического назначения.
Конструкционные полимерные материалы общетехнического и инженерно-технического при повышенных температурах и, следовательно, по возможности применения назначения существенно различаются по поведению при воздействии механической нагрузки.
Полимерные материалы общетехнического назначения характеризуются резким снижением механических характеристик с повышением температуры, т.к. имеют низкую теплостойкость. Они неработоспособны при кратковременной нагрузке при температуре свыше 50 0С и главным образом работают в нагруженном состоянии или слабонагруженном состоянии при обычных или средних (до 50 0С) температурах.
Полимерные материалы инженерно-технического назначения имеют более высокие механические характеристики и теплостойкость. У них наблюдается меньшее снижение этих параметров с повышением температуры. Полимерные материалы данного класса могут работать при кратковременной нагрузке при высоких температурах (>250 0С). Могут длительно эксплуатироваться под нагрузкой при повышенных температурах.
Тема Т3 Технология и оборудование подготовительного производства
-
Основное назначение подготовительного производства
В подготовительном производстве преимущественно осуществляют такие процессы, которые облегчают и улучшают переработку полимеров и полимерных материалов. Основное назначение подготовительного производства:
-
улучшение перерабатываемости полимерных материалов; -
модификация свойств полимеров в соответствии с требованиями к конечным продуктам: -
обеспечение экономически выгодных процессов производства изделий с хорошими эксплуатационными характеристиками.
При этом рассматривается главным образом тепло- и массообмен, которые реализуются при смешении и диспергировании под воздействием тепловой и механической энергии.
Наряду с подготовкой исходных компонентов таких, как стабилизаторы, пластификаторы, наполнители, красители и др., часто требуется удалить низкомолекулярные вещества, например, влагу, остаточные мономеры, растворители, и придать наполненному полимеру хорошую перерабатываемость, т.е. улучшить технологические свойства.
К процессам подготовительного производства в технологии переработки полимерных материалов относят следующие:
Модификация материала:
-
Совмещение, а именно:
-
смешение сыпучих материалов с сыпучими; -
смешение сыпучих материалов с жидкостями; -
смешение жидкостей с жидкостями; -
смешение жидкостей с газами; -
пропитка твердых веществ растворами; -
растворение; -
суспендирование; -
вспенивание.
Разделение, а именно:
-
сортировка твердых веществ; -
удаление жидкостей из твердых частиц (сушка); -
удаление газов и летучих веществ из твердых частиц.
Формование материала:
-
Агломерация: грануляция, таблетирование, уплотнение. -
Измельчение: дробление, диспергирование.
-
Конструкция и принцип действия дробилок
2.2.1 Дробилки
По конструкции и принципу действия дробилки разделяются на
- 1 2 3 4 5 6 7 8
Щековые дробилки с простым и сложным качением подвижной щеки (рис. 2.1).
В этих дробилках материал раздавливается и раскалывается между неподвижной и подвижной щеками в результате периодического сближения. Сближение подвижной щеки происходит за счет эксцентрикового вала. Рабочие поверхности щек имеют рифленую (зубчатую) поверхность. В дробилках со сложным качением щеки материал еще и истирается.
2. Конусные дробилки (рис. 2.2), в которых материал раздавливается и частично изгибается между внешним неподвижным конусом и внутренним дробящим конусом, которые имеют зубчатую рабочую поверхность. Дробящий конус движется по окружности эксцентрично по отношению к внешнему. В конусных дробилках продукт измельчается непрерывно.
Дробилки классифицируются:
по технологическому признаку – мелкого и крупного дробления;
по конструктивному оформлению – с подвешенным валом, консольным и эксцентриковым валами.
3. Валковые дробилки (рис. 2.3.), в которых материал раздавливается и частично истирается между валками, вращающимися один навстречу другому.
4. Молотковые дробилки (рис. 2.4), в которых материал дробится при ударе его молотками, свободно подвешенными на быстровращающемся роторе, и частично истирается. Куски дробятся также при ударе друг о друга и дробящие плиты и колосники. Есть молотковые дробилки с жестко закрепленными молотками и шарнирно подвешенными молотками.
5. Бегуны (рис. 2.5) предназначаются для мелкого дробления и грубого помола. Материал раздавливается и истирается между двумя вращающимися катками и чашей.
-
Конструкция и принцип действия основных типов мельниц
2.2.2 Мельницы
По конструкции и принципу действия различают следующие основные типы мельниц:
-
Барабанные (шаровые или стержневые) (рис. 2.6) предназначены для тонкого помола. При вращении барабана от электродвигателя через редуктор мелящие тела (шары или стержни) перекатываются (скользят) и материал измельчается ударом и частично истирается. Мельницы могут быть периодического и непрерывного действия. Основными преимуществами шаровых мельниц – получение высокой и постоянной тонины помола и ее регулирование, возможность подсушки материала в самой мельнице, простота конструкции и надежность работы.
2. Вибрационные (рис. 2.7) применяют для тонкого и сверхтонкого помола. Они наиболее эффективны при сверхтонком измельчении (1÷10 мкм). Подразделяются на инерционные и гирационные (эксцентриковые). Вибрация корпуса, опирающегося на пружины, осуществляется вращающимся дисбалансным валом. В этом случае материал подвергается многократному воздействию шаров, поскольку число ударов в вибрационной мельнице во много раз больше, чем в шаровой.
3. Роликово-маятниковые (рис. 2.8) предназначены для размола, в которых материал раздавливается между неподвижным кольцом и быстровращающимися роликами.
4. Молотковые ударные (рис. 2.9) предназначены для грубого и тонкого помола материалов мягких и средней твердости и в некоторых случаях с одновременной подсушкой его. Принцип действия, как и у молотковых дробилок.
5. Дезинтеграторы (рис. 2.10) относятся к группе молотковых мельниц и предназначены для измельчения влажных и термочувствительных материалов, например при получении древесного волокна. Измельчение происходит при ударе частиц о пальцы, а также при ударе частиц одна о другую, имеет место и частичное истирание.
6. Пневматические (рис. 2.11) предназначены для тонкого измельчения, в которых материал измельчается при ударе. Кусочки материала подхватываются воздухом, нагнетаемым через сопло. Частицы летят со скоростью 20÷80 м/с и ударяются о размольную плиту, а также друг о друга.
7. Струйные (рис. 2.12) предназначены для сверхтонкого помола. Размол в них происходит за счет соударения частиц, находящихся в турбулентном воздушном потоке, скорость которого сверхзвуковая около 480 м/с. Мельница выполнена в виде эллиптической трубы, в нижней части которой имеются сопла для по дачи воздуха. Частицы материала из приемного бункера поступают в зону диффузора трубы (1), где подхватывается воздухом, поступающим по трубе (2). Затем материал подается в корпус мельницы. В верхней части корпуса мелкие частицы после удара о заслонку (торможения) уносятся из корпуса через патрубок. Более крупные частицы за счет большой инерции движутся по корпусу вниз и снова подхватываются потоком воздуха, соударяясь друг о друга.
-
Оценка степени диспергирования материалов
-
Оценка степени диспергирования материалов
При измельчении и диспергировании твердое тело под действием внешних сил делится на части с образованием новых поверхностей. Важными характеристиками измельчаемого материала является форма и размер частиц, а самого процесса диспергирования – степень диспергирования (или измельчения).
Для оценки получаемой смеси частиц необходимо знать средний размер частиц диспергируемой фазы, а также дисперсию среднего размера частиц и объемного содержания диспергируемой фазы по объему смеси. Информация о размерах диспергируемой фазы получают различными методами дисперсионного анализа (таблица 2.1)
В зависимости от размеров наиболее крупных кусков исходного и частиц измельченного
материала различают следующие виды измельчения (таблица 2.2).
Таблица 2.1 – Методы дисперсионного анализа
Метод анализа | Размер частиц, м (граница применимости) |
Ситовой Сендиметационный Кондуктометрический Микроскопии Фильтрования Центрифугирования Ультрамикроскопии Нефелометрии Элетронной микроскопии | 10-2 ÷ 10-4 10-4 ÷ 10-6 10-4 ÷ 10-6 10-4 ÷ 10-7 10-5 ÷ 10-7 10-6 ÷ 10-8 10-7 ÷ 10-9 10-7 ÷ 10-9 10-7 ÷ 10-9 |
Таблица 2.2 – Классификация измельчения материалов
Класс измельчения | Размер кусков исходного материала (Dc), мм | Размер кусков измельченного материала (dc), мм |
Дробление:
Помол:
| 1000 250 20 1÷5 0,1÷0,04 0,1÷0,04 0,1 | 250 20 1÷5 0,1÷-0,04 0,015÷0,005 0,0050,001 0,001 |
Наиболее широко используется ситовой анализ и микроскопия (последняя в виде пленок и микроатомных срезов). При ситовом анализе в практике широко распространено измерение частиц по минимальному диаметру круглого отверстия, через которое может пройти частица. На практике исходный материал и продукт измельчения представляет собой смесь, состоящую из частиц размерами от d